AG Dr. Heuner: "Zelluläre Interaktionen Bakterieller Krankheitserreger"

Leitung:

Klaus Heuner

In der Arbeitsgruppe werden die intrazellulären Interaktionen zwischen bakteriellen Krankheitserregern (Francisella tularensis [Tularämie, Zoonose**] und weiteren Spezies der Francisellaceae, sowie Legionella [Legionellose]) und verschiedenen Wirtszellen (Protozoen, Zelllinien) bzw. Gewebestücke (unterschiedliche Gewebezellen) untersuch. Im Vordergrund stehen einerseits die Untersuchungen von Pathogenitätsfaktoren, des Patho-Metabolismus und der Mechanismen der intrazellulären Vermehrung der Bakterien. Andererseits bearbeiten wir die Frage, inwieweit Protozoen (Amöben) und natürliche aquatische Biofilme als Wirt bzw. Reservoir für spezifische bakterielle Krankheitserreger dienen. Zusätzlich werden in der Arbeitsgruppe Real-Time PCR Verfahren zum Nachweis von Francisella tularensis und weiteren Spezies der Francisellaceae in Patienten- (Diagnostik) und Umweltproben weiterentwickelt.

Dazu werden vor allem Francisellen, aber auch Legionellen als Untersuchungsobjekte eingesetzt. Damit bearbeiten wir zwei unterschiedliche Systeme, da Francisellen das Phagosom frühzeitig verlassen und sich im Cytosol vermehren, während Legionellen eine Phagosom-Lysosom-Verschmelzung verhindern und sich in einer membranumschlossenen Vakuole vermehren. Deshalb erforschen wir auch vergleichend den Patho-Metabolismus beider humanpathogener Bakterien (Kooperation mit der TU München), welcher ein wichtiger Faktor in der Pathogenitätsforschung darstellt. Wir haben ein humanes "ex-vivo" Lungenmodell an Francisella adaptiert (Kooperation mit der Charité, Berlin), um die Untersuchungen zur Wirtszell-Pathogen-Interaktion vergleichbarer zum natürlichen Infektionsgeschehen beim Menschen zu machen. Weiterhin untersuchen sind wir in einem vom BMG unterstützten Projekt (FVID*) die Francisellaceae-Vielfalt in Deutschland. Das Projekt befasst sich auch mit der Rolle von Zecken als mögliche Überträger (Vektor) der Tularämie und die Verbreitung von FLEs ("Francisella-Like-Endosymbionts") in Zecken.

Die Projekte sollen zur Lösung der Frage beitragen, ob Protozoen und Biofilme als Reservoir und Infektionsquelle für Francisellen fungieren. Weiterhin sollen in vergleichenden Untersuchungen auch Virulenzfaktoren und -Mechanismen von weiteren Spezies der Francisellaceae identifiziert und anschließend charakterisiert werden. Andererseits soll durch die Projekte die Aufmerksamkeit für die Tularämie in der Bevölkerung, insbesondere bei Ärzten gesteigert werden.

Publikationen

1. Köppen K, Fatykhova D, Holland G, Rauch J, Tappe D, Graff M, Rydzewski K, Hocke AC, Hippenstiel S, & Heuner K. 2023. Ex vivo model for Francisella using human lung tissue. Frontiers in Cell. Infect. Microbiol. 13:1224356. doi:10.3389/fcimb.2023.1224356.
2. Köppen K, Rydzewski K, Appelt S and Scholz H, Heuner K. 2023. The complete genome sequence and phylogenetic analysis of F. tularensis subsp. holarctica strain 1341, isolated from a patient suffering from tularemia, as a reference strain of subclade B.71. Int. J. Med. Microbiol.. 313(2023):151583.
3. Schaudinn C, Rydzewski K, Meister B, Grunow R, Heuner K. 2023. Francisella tularensis subsp. holarctica wild-type is able to colonizes natural aquatic aquatic ex-vivo biofilms. Front. Microbiol. 14:1113412.doi : 10.3389/fmicb.2023.11113412.
4. Pfeil J, Heuner K, Scholz H, Strozyk T, Jacob D. 2022. Ulkus und Lymphadenitis nach Zeckenstich. MOKI Monatsschr. Kinderheilkd, Doi:org/10.1007/s00112-022-01671-w.
5. Borgschulte HS, Jacob D, Zeeh J, Scholz H and Heuner K. 2022. Ulceroglandular form of tularemia after squirrel bite: A case report. J. Med. Case Reports. 16:309. doi: 10.1186/s13256-022-03510-8.
6. Steiner T, Chen F, Rydzewski K, Morguet C, Achatz F, Eisenreich W & Heuner K. 2022. Metabolic plasticity in the utilization of glucose, glycerol and alanine during growth of Francisella tularensis subsp. holarctica (wild type), Francisella novicida and Francisella sp. strain W12-1067. Ger. J. Microbiol. 2:19-29.
7. Kunze K, Steiner T, Chen F, Huber C, Rydzewski K, Stämmler M, Lasch P, Heuner K & Eisenreich W. 2021. Metabolic adaption of Legionella pneumophila during intracellular growth in Acanthamoeba castellanii. Int. J. Med. Microbiol. 311:151504. doi: 10.1016/j.ijmm.2021.151504.
8. Köppen K & Prensa I, Rydzewski K, Tlapák H, Holland G, Heuner K. (2021). First description of a temperate bacteriophage (vB_FhiM_KIRK) of Francisella hispaniensis strain 3523. Viruses 13:327. doi.org/10.3390/v13020327.
9. Jacob D, Barduhn A, Tappe D, Rauch J, Heuner K, Hierhammer D, vom Berge K, Riehm LM, Hanczaruk M, Böhm S, Böhmer MM, Konrad R, Bouschery B, Dauer M, Schichtl E, Hossain H, Grunow R. 2020. Outbreak of tularemia in a group of hunters in Germany in 2018 – Kinetics of antibody and cytokine responses. Microorganisms Microorganisms. 23;8(11):1645. doi: 10.3390.
10. Appelt S & Faber M, Köppen K, Jacob D, Grunow R, Heuner K. 2020. Francisella tularensis subspecies holarctica and Tularemia in Germany. Microorganisms; 22;8(9): E1448. doi: 10.3390.
11. Sundell D, Uneklint I, Öhrman C, Salomonsson E, Karlsson L, Bäckman S, Näslund J, Sjödin A, Forsman M, Appelt S, Drechsel O, Jacob D, Heuner K, Myrtennäs K. 2020. Complete genome sequence of Francisella tularensis subsp. holarctica strain A271_1 (FDC408), isolated from a Eurasian beaver (Castor fiber). Microbiol. Res. Announcements 9(45), e00738-20.
12. Chen F & Köppen K, Rydzewski K, Einenkel R, Morguet C, Tung Vu D, Eisenreich W, Heuner K. 2020. Myo-inositol as a carbon substrate in Francisella and insights into the metabolism of Francisella sp. strain W12-1067. Int. J. Med. Microbiol. ;310(4):151426. doi: 10.1016/j.ijmm.2020.151426.