Wirt-Pathogen-Interaktionen, bakterieller Stoffwechsel und Anhaftung an biotische und abiotische Oberflächen

Nosokomiale Krankheitserreger wie Candida albicans, Clostridioides difficile, Enterococcus spp, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus sind in unserer Umwelt weit verbreitet und häufig auch in unserer "normalen" Mikroflora vorzufinden. Diese Bakterien/Pilze werden in der Regel von unserem Körper gut toleriert, ohne eine Entzündungsreaktion hervorzurufen,  können sich aber in lebensbedrohliche Krankheitserreger verwandeln, wenn sie in bestimmte Regionen unseres Körpers einzudringen vermögen oder wenn unser Immunsystem geschwächt ist. Viele diese Mikroorganismen sind dazu in der Lage, an implantierte medizinische Geräte wie künstliche Gelenke, zentrale oder periphere Venenkatheter und Zahnimplantate zu haften und dort Biofilme (d. h. mehrschichtige Strukturen aus mikrobiellen Zellen, die in eine extrazelluläre Matrix eingebettet sind) zu bilden. Diese Biofilme stellen für den Patienten eine besondere Gefahr dar, da die von diesen Biofilmen freigesetzten Zellen als Ausgangspunkt für andere Infektionen wie eine Bakteriämie dienen können. Von den fast 2 Millionen therapieassoziierten Infektionen, die von den Centers for Disease Control (CDC) seit Beginn des 21. Jahrhunderts jährlich für die Vereinigten Staaten gemeldet werden, sind mehr als 50 % auf medizinische Implantate zurückzuführen¹. 

Es ist daher von größter Bedeutung zu verstehen, wie diese mikrobiellen Erreger mit implantierten medizinischen Geräten beim Menschen interagieren und wie es ihnen gelingt, unser Immunsystem zu unterlaufen. Mit unserer Forschung versuchen wir, beide Themen zu addressieren, indem wir zum einen regulatorischen Systeme untersuchen, mit denen die Mikroorganismen die Infektiosität und Immunantwort des Wirtes beeinflussen, und zum anderen die initialen Adhäsionsereignisse zwischen Pathogen und biotischer/abiotischer Oberfläche mit Hilfe der auf der Rasterkraftmikroskopie basierenden Einzelzellkraftspektroskopie zu bestimmen.

¹VanEpps, J.S. and Younger, J.G. (2016) Implantable Device-Related Infection. Shock 46:597-608. DOI: 10.1097/shk.0000000000000692