Dr. Jekyll und Mr. Hyde

Ein systembiologischer Ansatz zur Behandlung nosokomialer Infektionen durch Candida albicans: Vom kommensalen Organismus zum lebensbedrohenden Pathogen

Die Hefe Candida albicans besiedelt Haut und Schleimhäute gesunder Menschen, ohne zu Krankheitssymptomen zu führen. In Patienten mit einem geschädigten oder unterdrückten Immunsystem kann sie jedoch zu schweren Infektionen führen, bei denen sie auch innere Organe schädigt oder sogar zerstört. C. albicans wird in 70% der Fälle als Erreger identifiziert und ist damit der häufigste Verursacher von Pilzinfektionen. Studien haben gezeigt, dass in der überwiegenden Zahl der Fälle der Pilz den Patienten bereits kolonisiert hatte und nicht erst im Krankenhaus erworben wurde. Daher werden bei Risikopatienten prophylaktisch Antimykotika eingesetzt. Dabei wird die individuelle Prädisposition des Patienten nicht berücksichtigt. Da dies die Entwicklung von Resistenzen fördert, werden neue Strategien für eine genauere Identifizierung von Risikopatienten und für therapeutische Eingriffe benötigt. Bislang sind allerdings die molekularen Mechanismen und zugrundeliegenden Netzwerke, die zum Schutz des Wirtes vor einer Infektion führen, also den opportunistischen Erreger in einem kommensalen Zustand fixieren, noch weitestgehend unbekannt. Ziel des Projektes ist daher die Aufklärung der Schutzmechanismen des Wirtes, die den pathogenen Zustand von C. albicans verhindern, wobei das Gesamtsystem aus Wirt und opportunistischen Erreger betrachtet wird. Dabei werden sowohl die Reaktionen des Wirtes auf die Anwesenheit der C. albicans als auch die des Pilzes auf die Anwesenheit des Wirtes unter kommensalen und pathogenen Bedingungen berücksichtigt Die Analysen finden auf der Ebene der Genexpression, von Proteinen und von sekretierten Metaboliten statt. Aus diesen Daten wird ein mehrskaliges mathematisches Modell entwickelt, das die wesentlichen Aspekte der Interaktion zwischen C. albicans und Epithelzellen des Wirtes und den Wechsel vom kommensalen zum pathogenen Organismus umfasst. Dieses Modell wird durch Experimente überprüft und kontinuierlich verbessert. Mit diesem Modell sollen die wesentlichen molekularen Schalter in den Organismen, die den Wechsel zwischen harmlosem Organismus und gefährlichem Pathogen steuern, identifiziert werden, da sie attraktive Angriffspunkte für Wirkstoffe wären. Außerdem sollten Vorhersagen über die Auswirkungen einer Behandlung des Infektionssystems mit Inhibitoren möglich werden.

Projektleiter

Beteiligte Gruppen

Geldgeber / Förderer

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung