{"id":253,"date":"2023-08-16T15:39:14","date_gmt":"2023-08-16T13:39:14","guid":{"rendered":"https:\/\/kupferschlaeger.net\/wordpress\/?p=253"},"modified":"2024-03-22T13:38:50","modified_gmt":"2024-03-22T12:38:50","slug":"exit-lets-get-out-of-here","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/infectnet.org\/en\/archive\/253","title":{"rendered":"EXIT – Let’s get out of here!"},"content":{"rendered":"

von Ren\u00e9 Lesnik<\/em><\/p>\n\n\n\n

Wirtszellaustritt intrazellul\u00e4rer Pathogene \u2013 das DFG-Schwerpunktprogramm SPP 2225<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Welche Ausl\u00f6ser zu einem Wirtszellaustritt bei humanen Krankheitserregern f\u00fchren und welche Strategien und molekularen Mechanismen im Laufe der Evolution dazu entwickelt wurden, ist seit 2021 Thema des Schwerpunktprogramms SPP 2225 der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG. Ziel des Programms ist es, interdisziplin\u00e4re Forschung zu b\u00fcndeln um Gemeinsamkeiten dieser Austrittsstrategien zu finden und molekulare Angriffspunkte f\u00fcr neue Medikamente zu identifizieren.<\/p>\n\n\n\n

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Warum ist der Austritt aus der Wirtszelle so wichtig?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Viele einzellige Krankheitserreger leben und vermehren sich im Laufe ihrer Entwicklung innerhalb menschlicher Zellen. Dazu geh\u00f6ren so unterschiedliche Organismen wie der Malaria-Erreger Plasmodium falciparum<\/em>, bestimmte Bakterien, zum Beispiel Salmonellen, und Hefepilze. In ihren Wirtszellen finden sie Zugang zu N\u00e4hrstoffen und sind vor den Angriffen unseres Immunsystems gesch\u00fctzt. Um sich auszubreiten und neue Zellen zu besiedeln, m\u00fcssen diese Pathogene jedoch den Schutz ihrer Wirtszelle irgendwann wieder verlassen.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Wirtszellaustritt, im englischen \u201eexit\u201c genannt, ist entscheidend f\u00fcr Krankheitsentwicklung und -ausbreitung. F\u00fcr den Erreger ist es aber auch ein riskantes Man\u00f6ver. Wird er freigesetzt, macht er sich angreifbar f\u00fcr die k\u00f6rpereigene Abwehr; bleibt er in der zellul\u00e4ren Umgebung, unterbricht er seinen Entwicklungszyklus.<\/p>\n\n\n\n

Welche Strategien sind bekannt?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Die Wissenschaft unterscheidet drei prinzipielle Wege, auf denen Erreger ihre Wirtszelle verlassen:<\/p>\n\n\n\n

1. Apoptose<\/h6>\n\n\n\n

Mit der Einleitung der Apoptose<\/strong> startet der Krankheitskeim den Selbstzerst\u00f6rungsmechanismus der Zelle. Eine Zelle zerst\u00f6rt sich zum Beispiel selbst, wenn sie von Krankheitserregern befallen ist oder wenn sich ein Fehler in ihren Reproduktionszyklus eingeschlichen hat. Dieser ganz genau definierte Prozessablauf wird streng reguliert, sodass es zu keiner ungewollten Selbstausschaltung kommt.<\/p>\n\n\n\n

2. Lyse<\/h6>\n\n\n\n

Bei der aktiven lytischen Zerst\u00f6rung<\/strong> der Wirtszelle sch\u00fcttet der Erreger Molek\u00fcle aus, die zur Aufl\u00f6sung der Zellmembranen f\u00fchren. Dadurch werden Zellbestandteile freigelegt, die zu Entz\u00fcndungsreaktionen f\u00fchren k\u00f6nnen. Eine Lyse findet immer durch Fremdeinwirkung statt.<\/p>\n\n\n\n

3. Exocytose<\/h6>\n\n\n\n

Es gibt auch einen membranabh\u00e4ngigen Austritt ohne Aufl\u00f6sung der Wirtszelle. Hier werden wirtszelleigene Strukturen und Prozesse ausgenutzt, zum Beispiel Aktinfilamente oder Exocytose<\/strong>. Als Exocytose wird ein nat\u00fcrlicher Vorgang bezeichnet, bei dem die Zelle Material aus ihrem Inneren nach au\u00dfen verfrachtet. Dabei sind vor allem Membranen und das Zytoskelett beteiligt.<\/p>\n\n\n\n

Eine gute deutschsprachige Zusammenfassung dieser einzelnen Strategien und der Motivation zum Schwerpunktprogramm SPP 2225 finden Sie in diesem Open-Access-Artikel von BIOspektrum<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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Drei Strategien die Wirtszelle zu verlassen. Programmierter Zelltod, Lyse und Membranabh\u00e4ngiger Austritt. Abbildung aus Flieger
et al. <\/em>2018. Microb Cell 5:525-544.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Schl\u00fcssel zu neuen Medikamenten<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Interessanter Weise bedienen sich fast alle intrazellul\u00e4ren, menschlichen Krankheitserreger einem oder mehrerer dieser Austrittswege. Es liegt also eine konvergente Entwicklung bei evolutionsgeschichtlich sehr unterschiedlichen Organismen vor. Dies l\u00e4sst vermuten, dass ganz bestimmte Molek\u00fcle ma\u00dfgeblich an diesen Prozessen beteiligt sind. Solche Schl\u00fcsselmolek\u00fcle stellen attraktive Ziele f\u00fcr neuartige Wirkstoffe und die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden dar. Dies verhindert zwar keine Erstinfektion, aber es hemmt die Vermehrung und Ausbreitung der Erreger, wodurch der K\u00f6rper Gelegenheit hat eine ad\u00e4quate Immunantwort aufzubauen.<\/p>\n\n\n\n

Schl\u00fcssel zum Erfolg: Interdisziplin\u00e4re Forschung<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Die Erforschung solch komplexer Prozesse erfordert die Expertise von Spezialisten und Spezialistinnen aus den diversesten Fachbereichen sowie modernes technologisches Know-how. Daher f\u00f6rdert das DFG-Schwerpunktprogramm SPP 2225 Projekte aus der medizinischen Mikrobiologie, Parasitologie und Infektionsbiologie sowie technologische Service-Plattformen zur Datenerzeugung und -analytik.<\/p>\n\n\n\n

Die einzelnen Arbeitsgruppen arbeiten an den Bakterien Mycobacterium<\/em>, Coxiella<\/em>, Salmonella<\/em>, Legionella<\/em> and Staphylococcus<\/em>, an den einzelligen Parasiten Toxoplasma<\/em>, Leishmania<\/em> and Plasmodium<\/em> sowie an pathogenen Hefepilzen der Gattung Candida<\/em>. Technologie-Plattformen der Proteomik<\/strong> and Lipidomik<\/strong> liefern analytische Unterst\u00fctzung um die Identit\u00e4t und Interaktion einzelner mikrobieller und zellul\u00e4rer Faktoren aufzukl\u00e4ren. Ein weiteres Projekt b\u00fcndelt moderne licht- und elektronenmikroskopische Verfahren um die Abl\u00e4ufe und Prozesse des Wirtszellaustritts unter die Lupe zu nehmen. Sogenannte \u201eOmics\u201c sind molekularbiologische Fachbereiche, die sich der ganzheitlichen Betrachtung einer bestimmten Art von Zellbausteinen widmen. Die Proteomik analysiert zum Beispiel alle Proteine einer Probe und die Lipidomik die Fetts\u00e4uren oder Lipide.<\/p>\n\n\n\n

Einige Wissenschaftler:innen des SPP 2225 sowie ihre Forschungsfragen k\u00f6nnen Sie auf dem YouTube-Kanal des Schwerpunktprogramms<\/a> kennenlernen (der Link f\u00fchrt extern zu Youtube).<\/p>\n\n\n\n

Infect-Net-Initiatorin Gabriele Pradel ist Programm-Sprecherin<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Um die einzelnen Arbeitsgruppen und Projekte zusammenzubringen und den fruchtbaren Austausch von Daten und Methodik zu erm\u00f6glichen, ist eine effiziente Koordination essentiell. Die Koordinationsstelle befindet sich an der RWTH Aachen und wird von der Arbeitsgruppe Zellul\u00e4re und Angewandte Infektionsbiologie<\/a> betreut. Deren Leiterin, Gabriele Pradel<\/strong><\/a>, ist erfahrene Infektionsbiologin und Sprecherin des Schwerpunktprogramms. Zu ihrem Ausschussteam geh\u00f6ren zudem ihre Infect-Net-Partnerin Antje Flieger<\/a><\/strong> vom Robert Koch-Institut, Friedrich Frischknecht<\/a>, Sascha Brunke<\/a> and Mathias Hornef<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Aktuell l\u00e4uft die Bewertung neuer Projekte, eine \u00dcbersicht \u00fcber bereits eingereichte und gef\u00f6rderte Projekte<\/a> gibt es bei der DFG. <\/p>\n\n\n\n

Weiterf\u00fchrende Links<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Homepage des SPP 2225<\/a><\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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