Verbundvorstellung - Nationale Forschungsplattform für Zoonosen

Förderschwerpunkt "Forschungsverbünde zu zoonotischen Infektionskrankheiten"
des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)
Zoonotische Chlamydien Modelle für chronische und persistente Infektionen bei Mensch und Tier
Koordinator:
Dr. Konrad Sachse
Institut für molekulare Pathogenese
Nationales Referenzlabor für Psittakose
Friedrich-Loeffler-Institut, Standort Jena
8 Teilprojekte
12 Forschungsgruppen
Bochum
Leipzig
Essen
Jena
Laufzeit: 1.9.2007 – 31.8.2010
Fördersumme: 2,2 Mio €
Internetauftritt unter http://www.fli.bund.de/1418.html
Erlangen
Tübingen
Ulm
Zoonotische Chlamydien Modelle für chronische und persistente Infektionen bei Mensch und Tier
I. Modelle
zoonotischer
Exposition gegenüber
Chlamydien und Ihr
Einfluss auf die akute
und/oder
persistierende
pulmonale Morbidität
VII. Neue
molekulardiagnostische
Tests für Chlamydien
IV. Molekulare
Pathogenese (Teil 1):
Charakterisierung der
Virulenz zoonotischer
Chlamydien und der
Wirtszellreaktion nach
Infektion – vergleichende
Transkriptom-, Proteomund InteraktomUntersuchungen
III. Differentiell
exprimierte Antigene
bei der
Chlamydophilaabortus-Infektion des
Menschen und des
Schafes
VI. Zelluläre Wege der MHC I Antigenprozessierung und die
Rolle zellautonomer Resistenz in
Chlamydien-infizierten
professionellen APCs
Verbund
II. Pathogenese der
Chlamydophila-psittaci-
Infektion und
Transmissionsmechanismen vom Tier
zum Menschen –
Großtiermodell
V. Molekulare
Pathogenese (Teil 2):
Ko-Infektion von
Chlamydien und Viren
– Konsequenzen für
Erregereintritt,
Persistenz und
Apoptose
VIII. Persistente
Chlamydieninfektionen:
Neue Ansätze einer
antibiotischen Therapie
Modelle zoonotischer Exposition gegenüber Chlamydien und
ihr Einfluss auf die akute und/oder persistierende pulmonale Morbidität
Bearbeiter: Simone Kühlewind, Dirk Theegarten, Jun.-Prof. PD Dr. G. Rohde
Univ. Bochum und Essen
?
Teilprojekt 1: High-level exposure
Gibt es einen Zusammenhang zwischen einer Häufung von Atemwegsproblemen
bei Landwirten und Chlamydieninfektionen beim Milchvieh?
Bisherige Ergebnisse:
In 72,5% der beprobten Betriebe wurden Kühe positiv getestet
30,6% der Landwirte hatten respiratorische Symptome,
13,9% (5 Personen) waren C. trachomatis-positiv im Sputum (kein Rinderkeim)
91,7% der Landwirte zeigten IgA/IgG AK gegen C. pneumoniae/trachomatis.
Anzeichen einer akuten Immureaktion nur bei 2 Personen (C. psittaci -IgG)
(hier Vogelhaltung im Betrieb)
Bisherige Daten deuten auf ein geringes zoonotisches Potential der bovinen
Chlamydienstämme.
?
Warum sind aber die aviären Stämme humanpathogen?
Projekt I
?
Bedeutung von Chlamydieninfektionen
bei Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen?
Teilprojekt 2: Low-level exposure
Prävalenz von Chlamydien bei COPD-Patienten?
Untersucht wurden mittels rt-PCR, nested PCR und ElMi:
40 Lungenresektate (29 COPD) + 26x Sputum von COPD-Patienten
PCR für "klassische Chlamydien" in allen Fällen negativ
!
Aber: Hohe Seroprävalenz
24/26 IgG (92,3%), 22/26 IgA (84,6%)1/26 (3,8%) IgM-AK gegen C. pneumoniae,
2/26 (7,7%) IgG, 0/26 IgA und 0/26 IgM gegen C. psittaci
Elektronenmikroskopie weist auf Chlamydia-like organisms hin
Projekt I
Pathogenese der Chlamydophila-psittaci-Infektion
und Transmissionsmechanismen vom Tier zum Menschen – Großtiermodell
Etablierung des Tier-Modells:
Respiratorische Chlamydophila (Cp.) psittaci-Infektion
Infektionsdosen:
Untersucht werden:
Klinik, Verlauf, resp. Parameter,
Erregerausbreitung,
Wirtsantwort zellulär + humoral,
Erregerpersistenz,
Transmissionswege
Projekt II
106 EBE / Kalb
107 EBE / Kalb
108 EBE / Kalb
109 EBE / Kalb
Abgestuftes Infektionsmodell für unterschiedliche Schweregrade
Klinischer Score für Atmungssystem
Score [Punkte]
14
12
10
8
6
4
2
0
a.i. +1
1 2-3
+2-3
Kontr.
a.i. 1 2-3
106
a.i. 1 2-3
107
C. psittaci [EBE/Kalb]
Projekt II
a.i. 1 2-3
108
a.i. 1 2-3
dpi
109
Dosis für Folgeversuche
in der weiteren
Projektbearbeitung
Thema: Differentielle Antigenexpression
von Chlamydophila abortus bei Mensch und Tier
• Identifizierung pathogenetisch und diagnostisch relevanter
Cp.abortus-Proteine durch
– Immunoproteomics
– Screening einer Cp.abortus-Genbank
Bearbeiter: Dr. Vera Forsbach-Birk, Prof. Andreas Essig, Institut für
Medizinische Mikrobiologie und Hygiene, Universitätsklinikum Ulm
Projekt III
Interaktion des TypIII-sekretorischen Proteins IncA aus Chlamydophila psittaci mit dem
zytoplasmatischen Wirtsprotein G3BP1
Chlamydien-induzierte Wirtszellreaktionen
IncA aus Cp. psittaci und C. trachomatis
und G3BP1 interagieren im Hefe-Zweihybridsystem, in vitro und in humanen
Zellen.
G3BP1 neutralisiert GAP, einen
Negativregulator des Ras-Pathways,
was über PI3-Kinase zu einer Stabilisierung des cMyc-Onkoproteins führt.
Chlamydien
G3BP1 ist eine phosphorylierungsabhängige RNase mit spezieller Affinität zu
cMyc-mRNA.
Wir fanden in Chlamydien-infizierten Zellen
eine erhöhte cMyc-Konzentration, die
entweder auf eine erhöhte mRNA-Konzentration (Hemmung RNase) oder auf eine
Stabilisierung des Proteins (Aktivierung
Ras-Pathway) zurückzuführen sein kann.
Projekt IV (Saluz/Hänel): Molekulare Pathogenese
Interaktion der chlamydialen Protease CT441 mit dem Ko-Aktivator SRA1
des humanen Estrogenrezeptors 
Chlamydien-induzierte Wirtszellreaktionen
SRA1 ist ein unikaler Ko-Aktivator des
humanen Estrogenrezeptors , der
sowohl als RNA als auch als Protein
(SRAP1) wirkt.
ER
SRAP
SRA
target gene
ER
ERE
SRA
target gene
ERE
Das führt zu einer teilweisen Hemmung
der Ko-Aktivierung des Estrogenrezeptors 
SRAP
CT441
Chlamydien
Normalzelle
Wir konnten zeigen, dass SRAP1 durch
die Protease nicht gespalten, sondern
über die Interaktion im Zytoplasma
zurückgehalten wird.
Damit greifen Chlamydien in das
Genregulationsnetzwerk des
Estrogenrezeptors ein.
Mit Chlamydien
infizierte Zelle
Projekt IV (Saluz/Hänel): Molekulare Pathogenese
Neue molekulardiagnostische Tests für Chlamydien
Bearbeiter: Jens Feige, Peter Slickers, Dr. Ralf Ehricht, Dr. Konrad Sachse
Friedrich-Loeffler-Institut, Jena, Clondiag GmbH, Jena
Micro Reaction Vial
Schnelligkeit und hoher Durchsatz
Akzeptable Kosten
Immer höherer Informationsgehalt:
Microarray
Spezies/Subspezies statt Genus,
Toxintyp, Serotyp, Genotyp, Virulenzfaktoren
Ziele: Identifizierung der Infektionsquelle,
Aufdeckung von Infektionsketten
Direktnachweis von Chlamydien aus Gewebeproben,
die den Projekten I, II, III und VIII entstammen,
mittels ArrayTube-Tests
Projekt VII
Data Matrix
Persistente Chlamydieninfektionen:
Neue Ansätze einer antibiotischen Therapie
Bearbeiter: Katharina Wolf, Dr. J. Rödel, Prof. Dr. E. Straube,
Medizinische Mikrobiologie, Univ. Jena
•
Charakterisierung der Sensitivität zoonotischer Chlamydien gegenüber
verschiedenen Antibiotika, auch Kombinationen von Antibiotika
•
Erstellung eines Zellkulturmodells der IFN-g-induzierten Persistenz für Cp. psittaci
und Cp. abortus
•
Untersuchung des Einflusses von Antibiotika auf die Persistenz
•
Definition chlamydialer mRNAs als geeignete Vitalitätsmarker für ein Monitoring der
Elimierung oder Persistenz des Erregers (Untersuchung der differentiellen Expression
chlamydialer Gene mittels Real-Time-PCR)
Projekt VIII
Persistente Chlamydieninfektionen:
Neue Ansätze einer antibiotischen Therapie
Differentielle Expression von groEL unter Persistenz und Antibiotikagabe
Infektion von A549-Zellen mit Cp. psittaci
Bestimmung der Wirksamkeit von Antibiotika
gegenüber persistenten
Chlamydien mit Hilfe der real-time RT-PCR
90
Anzahl Transkripte in
Gesamt-RNA (x103)
80
70
60
50
Persistente Chlamydien werden
von antibiotischer Therapie
nicht angesprochen
40
30
20
10
0
replikative Infektion
–
0
6
12
persistente Infektion
–
0
Projekt VIII
6
12
groEL-Regulaton als Marker für die
Therapiekontrolle
Zugabe Roxithromycin
(h nach Infektion)
Zoonotische Chlamydien Modelle für chronische und persistente Infektionen bei Mensch und Tier
I. Hohe Prävalenz vs.
niedriges zoonotisches
Potential bei bovinen
Chlamydien Rolle für Chlamydialike Organisms?
VII. Mikroarray-basierte
Tests für Nachweis und
Genotypisierung
Chlamydophila-psittaciInfektion
IV. Eingriff der
Chlamydien in die
Genregulationsprozesse
der Wirtszelle Molekulare
Interaktionspartner von
Erreger und Wirt
identifiziert
III. Molekulares Profil
der Wirtsantwort auf
C.-abortus -Infektion
mit 41 beteiligten
Protein-Antigenen Ähnlichkeiten humane
vs. tierische Infektion
II. Abgestuftes
Infektionsmodell für
unterschiedliche
Schweregrade der
VI. Entdeckung eines
alternativen Weges der
Antigenprozessierung über
vakuoläre MHC1Kreuzpräsentation in
dendritischen Zellen
Wichtigste Ergebnisse
V. Ko-Infektion von
Chlamydien und Viren
– Messbare
Konsequenzen für
Infektionsrate
VIII. Gründe für die fehlende
Wirksamkeit der AntibiotikaTherapie bei
Chlamydieninfektionen