Projekte Pathogenese Bakterieller Infektionen

Virulenzstrategien pathogener Staphylokokken

S. aureus verursacht häufig schwere und invasive Infektionen bei Menschen. Die Pathogenität begründet sich u.a. durch die Sekretion einer Vielzahl von äußerst potenten Toxinen und Virulenzfaktoren, welche zur Zerstörung von menschlichen Immunzellen beitragen und damit maßgeblich das klinische Bild von akuten und chronischen S. aureus Infektionen beeinflussen. Ziel unserer Forschung ist es, spezifische und an der bakteriellen Pathogenese beteiligte Wirtsfaktoren ausfindig zu machen. Im Fokus der Arbeiten stehen dabei humane Signalkaskaden und Stoffwechselwege, welche systematisch durch S. aureus generierte Zytotoxine manipuliert werden. Diesbezüglich und unter Verwendung innovativer experimenteller Ansätze und Infektionsmodelle befassen sich unsere Forschungsarbeiten auch mit epidemiologischen und pathologischen Fragestellungen. Auf Basis dieser Konzepte versprechen wir uns in Zukunft neue immunmodulatorische Strategien und Therapeutika gegen pathogene Staphylokokken und MRSA entwickeln zu können. 

Publikationen

Funktionelle Genpolymorphismen und deren Effekte auf Infektionskrankheiten

Durch die genetische Variabilität des humanen Genoms konnten in der Vergangenheit spezifische Polymorphismen entdeckt und beschrieben werden, welche Infektionskrankheiten maßgeblich beeinflussen. Einzelnukleotid-Polymorphismen (engl. SNPs), welche durch S. aureus und andere Staphylokokken ausgelöste Erkrankungen prägen, sind bislang jedoch weitgehend unbekannt. Daher untersuchen wir bestimmte Polymorphismen in humanen Genen und deren Assoziation mit fulminant verlaufenden Staphylokokken-Infektionen. Darüber hinaus beschäftigen sich unsere Arbeiten mit chronischen und wiederkehrenden Infektionen, welche aus evolutionärer Sicht in Verbindung mit spezifischen SNPs im menschlichen Immunsystem stehen könnten. Um diese Fragestellungen zu adressieren, verwenden wir verschiedene experimentelle Ansätze, u.a. auch moderne Technologien wie Genomeditierung (CRISPR/Cas9) von humanen Immunzellen sowie Mausinfektionsmodelle. Zur Validierung unserer Erkenntnisse dienen zudem spezifische biochemische und humangenetische Ansätze. So erhoffen wir, die in der menschlichen Population auftretende variable Anfälligkeit gegenüber S. aureus Infektionen besser verstehen und diagnostizieren zu können.

Publikationen

Virulenzstrategien pathogener Staphylokokken

Winstel V, Missiakas D, Schneewind O (2018) Staphylococcus aureus targets the purine salvage pathway to kill phagocytes. Proc Natl Acad Sci U S A 115(26): 6846-6851.

Wanner S, Schade J, Keinhorster D, Weller N, George SE, Kull L, Bauer J, Grau T, Winstel V, Stoy H, Kretschmer D, Kolata J, Wolz C, Broker BM, Weidenmaier C (2017) Wall teichoic acids mediate increased virulence in Staphylococcus aureus. Nat Microbiol 2: 16257.

Winstel V, Liang C, Sanchez-Carballo P, Steglich M, Munar M, Broker BM, Penades JR, Nubel U, Holst O, Dandekar T, Peschel A, Xia G (2013) Wall teichoic acid structure governs horizontal gene transfer between major bacterial pathogens. Nat Commun 4: 2345. 

Funktionelle Genpolymorphismen und deren Effekte auf Infektionskrankheiten

Winstel V*, Schneewind O, Missiakas D* (2019) Staphylococcus aureus exploits the host apoptotic pathway to persist during infection. MBio 10(6) (*corresponding author, shared)

Winstel V, Missiakas D, Schneewind O (2018) Staphylococcus aureus targets the purine salvage pathway to kill phagocytes. Proc Natl Acad Sci U S A 115(26): 6846-6851. 

Winstel V, Kuhner P, Rohde H, Peschel A (2016) Genetic engineering of untransformable coagulase-negative staphylococcal pathogens. Nat Protoc 11(5): 949-959.