Zelluläre Mikrobiologie
Schwerpunkt
Die Tuberkulose (TB) ist die wichtigste bakterielle Infektion des Menschen weltweit und führt die Liste der Erreger mit antimikrobiellen Resistenzen. Ihr Erreger, Mycobacterium tuberculosis, ist ein fakultativ intrazellulärer Erreger, der in Phagozyten des Wirts wie Makrophagen und Neutrophilen überleben und sich dort vermehren kann. Im Zusammenhang mit Lungeninfektionen untersuchen wir weiterhin die Funktionen und Resilienz der Mikrobiota sowie die Pathobiologie des Pathobionts Stenotrophomonas maltophilia in gemischten Pilz- und Bakterienbiofilmen. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Nische eines Pathogen‘s Wirt sein Schicksal, seine Übertragung, angeborene und erworbene Immunreaktionen und Pathogenese sowie post-infektiöse Erkrankungen und letztlich die Wirksamkeit antimikrobieller Medikamente bestimmt. Aus diesem Grund untersuchen wir die Wirts-Erreger-Interaktionen bei Lungeninfektionen, um die Prophylaxe zu verbessern, neue Behandlungen, einschließlich Nanomedikamente und Biomarker-gestützte, auf den Wirt ausgerichtete Therapien, zu entwickeln und postinfektiöse Erkrankungen zu verhindern.
Hypothese
Die Wirtsnische eines Erregers bestimmt Überleben, Immunabwehr, Pathogenese, Übertragung und Behandlungserfolg.
Aufgabe
Erforschung der Wirts-Erreger-Interaktionen bei Lungeninfektionen zur Verbesserung der Prophylaxe, durch Biomarker angeleiteten Therapien und der Langzeitfolgen
Infektionen
M. tuberculosis (Mtb), S. maltophilia (Sm), K. pneumoniae, IAV, CoV
Zielsetzungen
I) Neue Biomarker für Therapieerfolg, Krankheitsstatus und langfristige Krankheitsfolgen;
II) neue Arzneimittel, Nanomedikamente, Phagen, Plasma und wirtsspezifische Therapien von TB und anderen AMR-Infektionen;
III) Funktion und Resilienz des Mikrobioms bei Infektion und Therapie;
IV) Biofilm-Pathobiologie und AMR-Evolution
- Leibniz Research Alliance INFECTIONS
InfUrb (Speaker): Spread of antimicrobial resistance, -2025 - Leibniz Research Campus EvoLung
Interaction between microbiota, host and tuberculosis,-2024 - German Center for Infection Research (DZIF) (BMBF)
TTU-TB, Neutrophil signatures in tuberculosis, -2025 - TB Sequel II (BMBF Afrika)
Post tuberculosis disease, -2025 - FLAV4AMR (JIPAMR/BMBF)
Flavodoxin inhibitors to kill resistant bacteria, -2023 - VITALITY(EDCTP)
Vitamin D for AdoLescents with HIV to reduce musculoskeletal morbidity and ImmunopaThologY, -2025 - ERA4TB (Horizon 2020; IMI)
European Regimen Accelerator for Tuberculosis, -2025 - PlasmaPlusCorona (BMBF)
Cold plasma against SARS Cov2 and biofilm forming lung pathogens, -2024 - LPI- Basic Technology 1 (BT 1)
Multi-Dimensional, multimodal, intelligent Imaging Plattforms, tuberculosis in vivo models, -2025 - Regulatory functions of oxidative/antioxidative processes during host–pathogen interactions in tuberculosis
(DFG, East Mediterranean Cooperation), -2024
Externe Kooperationspartner
- Alexander Apt, Vladimir Yeremeev, Central Institute for Tuberculosis, Moscow, Russia; Properties on susceptibility and resistance in tuberculosis
- John Baines, MPI for Evolutionary Biology, Plön: Pulmonary microbiota in infection and immunity
- Moran Benhar, Technion-Israel Institute of Technology, Haifa, Israel: Redox reactions in tuberculosis
- Lea Ann Dailey, University Vienna: Targeted nanocarrier for anti-TB drug delivery
- Claus Feldmann, KIT Karlsruhe: : Targeted nanocarrier for anti-TB drug delivery
- Ulrich Günther, University Lübeck: Metabolome of tuberculosis infected cells
- Bernhard Hube, HKI Jena: Mixed biofilms with albicans
- Paul M. Kelly, University of Lusaka, Zambia: Vitamin D in infection and immunity
- Katharina Kranzer, LSHTM, London/Harare: Vitamin D in infection and immunity
- Manfred Lutz, University of Würzburg: Myeloid derived suppressor cells in mycobacterial infections
- Esther Meyron-Holtz, Technion-Israel Institute of Technology, Haifa, Israel: Iron in tuberculosis
- Andrea Rachow, LMU Munich: Post Tuberculosis disease
- Frank Schmidt, Weill Cornell Medicine Qatar: Proteomics of host - pathogen interactions
- Albert Sickmann, ISAS, Dortmund: Proteomics of host - pathogen interactions
- Wolfgang Streit, University Hamburg: Stenotrophomonas maltophilia pathobiology
- Jayne Sutherland, LSHTM/The Gambia: Post Tuberculosis disease
- Thomas von Woedtke, INP, Greifswald: Cold plasma in anti-infection therapy
Infektionsbiologie
- Sicherheitslabor für die Arbeiten mit BSL3-Mikroorganismen wie Mycobacterium tuberculosis
- Aerosol-Infektionsmodell für Tuberkulose (BSL3)
- Prüfung von Impfstoffen und antimikrobiellen Wirkstoffen
- Mikrobiomanalysen (16s-RNA-Sequenzierung, Metagenomik, FISH, Bioinformatik)
- In vivo und in vitro Bildgebung (unter BSL3-Bedingungen)
- In-vitro Infektionsmodelle in primären Zellen von Maus und Mensch (BSL2, 3)
- In vivo Infektionsmodell für Klebsiella pneumoniae Infektionen
- Stenotrophomonas maltophilia und gemischte Biofilmstudien mit Bakterien und Hefen
- Lungenepithelzellmodell an der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche für Biofilmstudien
- Bakteriophagen-Sammlung
Infektionsimmunologie
- FACS (BSL2 und 3)
- Histologie Immunhistologie
- Zytokin- und Chemokin-Untersuchungen
- T-Zell-Assays
- Quantitative Real-Time PCR
- RNAseq
Zelluläre Mikrobiologie
- Untersuchungen des intrazellulären Transports von Pathogenen in Wirtszellen, konfokale Mikroskopie
- Mikroskopie lebender Zellen (BSL2 und 3)
- Primäre Zellkulturen: Mensch, Maus; Makrophagen, Neutrophile, dendritische Zellen, Lymphozyten, Lungenepithelzellen
- Subzelluläre Fraktionierung, Isolierung von Phagosomen
- Zelltod-Assays
- siRNA-basierter Knock-down
- Reporterstämme von M. tuberculosis und S. maltophilia
Biochemie
- SDS-PAGE, Western Blot
- Liposomen-Technologie
- Isolierung von Glykolipiden
- Dünnschichtchromatographie
2024
Blankson, HNA, Kamara, RF, Barilar, I, Andres, S, Conteh, OS, Dallenga, T, Foray, L, Maurer, F, Kranzer, K & Utpatel, C et al. 2024, 'Molecular determinants of multidrug-resistant tuberculosis in Sierra Leone', Microbiology spectrum, Jg. 12, Nr. 3, S. e0240523. https://doi.org/10.1128/spectrum.02405-23
Coves, X, Mamat, U, Conchillo-Solé, O, Huedo, P, Bravo, M, Gómez, A-C, Krohn, I, Streit, WR, Schaible, UE & Gibert, I et al. 2024, 'The Mla system and its role in maintaining outer membrane barrier function in Stenotrophomonas maltophilia', Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, Jg. 14, S. 1346565. https://doi.org/10.3389/fcimb.2024.1346565
Galano-Frutos, JJ, Maity, R, Iguarbe, V, Aínsa, JA, Velázquez-Campoy, A, Schaible, UE, Mamat, U & Sancho, J 2024, 'L-Thyroxine and L-thyroxine-based antimicrobials against Streptococcus pneumoniae and other Gram-positive bacteria', Heliyon, Jg. 10, Nr. 7, S. e27982. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e27982
2023
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Mamat, U, Hein, M, Grella, D, Taylor, CS, Scholzen, T, Alio, I, Streit, WR, Huedo, P, Coves, X, Conchillo-Solé, O, Gómez, A-C, Gibert, I, Yero, D & Schaible, UE 2023, 'Improved mini-Tn7 Delivery Plasmids for Fluorescent Labeling of Stenotrophomonas maltophilia', APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, Jg. 89, Nr. 6, S. e0031723. https://doi.org/10.1128/aem.00317-23
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Schick, J, Altunay, M, Lacorcia, M, Marschner, N, Westermann, S, Schluckebier, J, Schubart, C, Bodendorfer, B, Christensen, D, Alexander, C, Wirtz, S, Voehringer, D, da Costa, CP & Lang, R 2023, 'IL-4 and helminth infection downregulate MINCLE-dependent macrophage response to mycobacteria and Th17 adjuvanticity', eLife, Jg. 12, e72923. https://doi.org/10.7554/eLife.72923
2022
Behera, A, Jain, P, Ganguli, G, Biswas, M, Padhi, A, Pattanaik, KP, Nayak, B, Ergün, S, Hagens, K, Redinger, N, Saqib, M, Mishra, BB, Schaible, UE, Karnati, S & Sonawane, A 2022, 'Mycobacterium tuberculosis Acetyltransferase Suppresses Oxidative Stress by Inducing Peroxisome Formation in Macrophages', INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES , Jg. 23, Nr. 5, 2584. https://doi.org/10.3390/ijms23052584
Brandenburg, J, Heyckendorf, J, Marwitz, F, Zehethofer, N, Linnemann, L, Gisch, N, Karaköse, H, Reimann, M, Kranzer, K, Kalsdorf, B, Sanchez-Carballo, P, Weinkauf, M, Scholz, V, Malm, S, Homolka, S, Gaede, KI, Herzmann, C, Schaible, UE, Hölscher, C, Reiling, N & Schwudke, D 2022, 'Tuberculostearic Acid-Containing Phosphatidylinositols as Markers of Bacterial Burden in Tuberculosis', ACS infectious diseases, Jg. 8, Nr. 7, S. 1303-1315. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.2c00075
Dallenga, T, Linnemann, L & Schaible, UE 2022, 'Evaluation of Myeloperoxidase as Target for Host-Directed Therapy in Tuberculosis In Vivo', INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES , Jg. 23, Nr. 5, S. 2554. https://doi.org/10.3390/ijms23052554
Gómez, A-C, Lyons, T, Mamat, U, Yero, D, Bravo, M, Daura, X, Elshafee, O, Brunke, S, Gahan, CGM, O'Driscoll, M, Gibert, I & O'Sullivan, TP 2022, 'Synthesis and evaluation of novel furanones as biofilm inhibitors in opportunistic human pathogens', EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY , Jg. 242, S. 114678. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2022.114678
Mrochen, DM, Miebach, L, Skowski, H, Bansemer, R, Drechsler, CA, Hofmanna, U, Hein, M, Mamat, U, Gerling, T, Schaible, U, von Woedtke, T & Bekeschus, S 2022, 'Toxicity and virucidal activity of a neon-driven micro plasma jet on eukaryotic cells and a coronavirus', Free radical biology & medicine, Jg. 191, S. 105-118. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.08.026
Scior, T., Garcia-Hernandez, J.C., Abdallah H.H., Christian Alexander, C. 2022, 'QSAR Applied to 4-Chloro-3-formylcoumarin Derivatives Targeting Human Thymidine Phosphorylase: -', Clinical Complementary Medicine and Pharmacology, Jg. 2, Nr. 2, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccmp.2022.100031, S. 1-11. https://doi.org/10.1016/j.ccmp.2022.100031
von Woedtke, T, Gabriel, G, Schaible, UE & Bekeschus, S 2022, 'Oral SARS-CoV-2 reduction by local treatment: A plasma technology application?', Plasma processes and polymers (Print), S. e2200196. https://doi.org/10.1002/ppap.202200196
Leitung der Forschungsgruppe
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
Technische Mitarbeiter:innen
Gastwissenschaftler
