Stoffwechsel von intrazellulären Salmonellen

Salmonella enterica ist ein fakultativ intrazelluläres Pathogen, das sich in der "Salmonellen-enthaltenden Vakuole" (SCV) in verschiedenen Wirtszellen von Säugetieren effizient vermehrt. Die Zusammensetzung der SCV und die Verfügbarkeit von Nährstoffen in der SCV sind weitgehend unbekannt. Unser Ziel ist es, die Ernährungsgrundlage für die intrazelluläre Replikation von Salmonellen auf zellulärer Ebene zu charakterisieren. Zwei alternative Modelle können die intrazelluläre Ernährung von Salmonella erklären. Salmonellen stoffwechseln auf verfügbare Metaboliten und Moleküle aus der Wirtszelle. Alternativ können Salmonellen mit Hilfe von translozierten Effektorproteinen den vesikulären Verkehr der Wirtszelle lenken, um schnell Zugang zu endozytiertem Material zu erhalten. Dies könnte es den intrazellulären Salmonellen ermöglichen, Nährstoffe aus dem externen Medium zu verstoffwechseln.
Mit Hilfe der Isotopolog-Perturbationstechnik analysieren wir die Stoffflüsse von Substraten, die von Salmonella und der Wirtszelle oder nur von Salmonella verwertet werden können.

Unser Ziel ist es

• Stoffwechselwege von Salmonella zu identifizieren, die in einem oder mehreren Wegen defekt sind, und diese zu quantifizieren   
• Reporterstämme als Sensoren für die regulatorische Reaktion von intrazellulären Salmonellen einsetzen
• experimentelle Daten zum Testen und Verfeinern von Modellen auf der Grundlage von bioinformatischen Analysen verwenden
• Untersuchung der Veränderungen im Metabolom der Wirtszellen von Säugetieren als Reaktion auf eine Salmonelleninfektion
• zellbiologische Techniken wie die Bildgebung lebender Zellen einsetzen, um den Zugang der SCV zur äußeren Umgebung sowie die Umleitung von Wirtsvesikeln für die Ernährung der Salmonellen zu analysieren

Durch die multidisziplinären Ansätze und die enge Zusammenarbeit mit den Plattformtechniken werden wir einen detaillierten Einblick in den Stoffwechsel von Salmonellen innerhalb von Wirtszellen gewinnen. Diese Daten dürften für die Definition neuer antimikrobieller Ziele und Strategien von Bedeutung sein.

Finanzierung

Das Projekt wird derzeit von der DFG gefördert, Projekt HE1964/14-1 im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1316 'Wirtsadaptierter Metabolismus bakterieller Krankheitserreger'.

Kollaborationen

• PD Dr. Wolfgang Eisenreich, TU München
• Prof. Dr. Thomas Dandekar, Universität Würzburg