Zelluläre Mikrobiologie
Die Tuberkulose (TB) ist die wichtigste bakterielle Infektionskrankheit des Menschen weltweit und führt die Liste der Erreger mit antimikrobiellen Resistenzen an. Ihr Erreger, Mycobacterium tuberculosis, ist ein fakultativ intrazellulärer Keim, der in Fresszellen des Wirtes wie in Makrophagen und und Neutrophilen überleben und dort sich vermehren kann. Wir stellen die Hypothese auf, dass seine Nische im Wirt das Schicksal eines Erregers, die Immunreaktionen gegen ihn, die Pathogenese und seine Übertragung sowie die Wirksamkeit antimikrobieller Medikamente und letztlich die Entwicklung post-infektiöser Erkrankungen bestimmt. Aus diesem Grund untersuchen wir die Wirts-Erreger-Interaktionen bei Lungeninfektionen. So wollen wir die Prophylaxe zu verbessern, neue Behandlungen, einschließlich Nanomedikamente und Biomarker-gestützte, Wirts-orientierte Therapien, zu entwickeln und postinfektiöse Erkrankungen zu verhindern. Im Zusammenhang mit Lungeninfektionen untersuchen wir auch die Funktion und Resilienz des Mikrobioms und den Pathobionten, Stenotrophomonas maltophilia in gemischten Pilz- und Bakterienbiofilmen.
Erforschung der Wirts-Erreger-Interaktionen bei Lungeninfektionen mit Fokus auf Tuberkulose zum besseren Verständnis der Pathogenese, zur Entwicklung neuer antimikrobieller und Biomarker-geleiteter, Wirts-orientierter Therapien und zur Vermeidung der Langzeitfolgen.
Infektionsmodelle
Mycobacterium tuberculosis (Mtb), Mycobacterium abscessus (Mabs), Stenotrophomonas maltophilia (Sm), Klebsiella pneumoniae (Kp), Candida albicans (Ca), Influenza A Virus, SARS-CoV
Zielsetzungen
I) Neue Biomarker für Therapieerfolg, Krankheitsstatus und langfristige Krankheitsfolgen in der Tuberkulose;
II) Austesten und Entwicklung neuer Wirkstoff, Nanomedikamente, Phagen, kaltem Plasma und wirtsspezifischer Therapien in der Tuberkulose und anderen wirkstoffresistenten Infektionen;
III) Funktion des Mikrobioms der Lunge, des Atemtrakts und des Darms bei Lungeninfektionen, und seine Resilienz unter Therapie;
IV) Pathobiologie gemischter Biofilme (Sm, Mabs,Ca) auf Lungenepithelien, ihre Rolle für die Evolution von Antibiotikaresistenzen und als Ziel für den Einsatz von Phagentherapien.
- 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
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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
Marriott, I, Khan, IA & Schaible, UE 2023, 'Insights in microbial immunology: 2022', FRONTIERS IN IMMUNOLOGY, Jg. 14, S. 1219083. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1219083
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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
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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
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Leitung der Forschungsgruppe
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Technische Mitarbeiter:innen
Gastwissenschaftler
Alumni
- Dr. Uwe Mamat