Salmonella Typhimurium unterdrückt konkurrierende Kommensale durch Induktion des antimikrobiellen Wirtslektins Reg3β Christian Stelter

Infektiöser Durchfall ● 1,9 Millionen Todesfälle = 3,3% aller Todesfälle (2002) ● Behandlung: orale Rehydrierung, Antibiotika

Kolonisierungsresistenz ● Flora ↔ Wirt: Mutualismus ● Kolonisierungsresistenz: Unvermögen eines Pathogen, sich in Gegenwart der kommensalen Flora anzusiedeln.

Modulation der Darmflora Salmonella Typhimurium und Citrobacter rodentium ● Entzündung  Veränderung der Darmflora  Besiedlung durch Pathogen

Hypothetische Mechanismen ● Pathogenförderung ● Nährstoff-Hypothese ● Kommensalenunterdrückung ● unterschiedliche Abtötung

Zielsetzung der Kommensalen-Unterdrückung Aufklärung einer der molekularen Mechanismen der Kommensalen-Unterdrückung durch Salmonella Typhimurium.

Experimenteller Ansatz: murines Enteritis Modell Co-Infektion mit dem Modellkommensalen E. coli

Verdrängung von E. coli

Einfluss der Virulenzfaktoren Co-Kolonisierung: ● E. coli + avirulente S. Tm ● Defekt in TTSS-1 und TTSS-2 ● Reproduktion wichtiger Aspekte der Kommensalen-Unterdrückung

● Vermutung: Beteiligung von Wirtsfaktoren Direkte Interaktion: S. Tm vs. E. coli in vitro Co-Kultur:  Keine direkte Unterdrückung ● Vermutung: Beteiligung von Wirtsfaktoren

Ist Reg3β an der Kommensalen- Unterdrückung beteiligt? ex vivo Proteomanalyse ● Reg3γ: selektiv bakterizid (gram positiv) ● ~70.000 Reg3β Moleküle / STm ● >70% STm lebensfähig Ist Reg3β an der Kommensalen- Unterdrückung beteiligt?

Substitution der Reg3β-Expression ● Reg3β ersetzt die für die Unterdrückung notwendigen Virulenzfaktoren

Bindung und bakterizide Wirkung ● Reg3β und Reg3γ: komplementäres, antimikrobielles Spektrum

Peptidoglykan als Zielmolekül ● Reg3β und Reg3γ: Peptidoglykan als relevantes Zielmolekül

Peptidoglykan-Varianten ● L-Lysin: Lactobacillus ● m-DAP: E. coli – Carboxylgruppe Bacillus – amidiert Wesentlicher Unterschied: Eine einzelne, negativ geladene Carboxylgruppe in E. coli

Vergleich: Reg3β und Reg3γ ● R135 ist mit an der selektiven PGN-Interaktion beteiligt

LPS vermittelter Schutz

Lipid A - Modifikationen ● eine rigide LPS-Schicht verhindert den Zugang zum PGN ● Modifikationen von E. coli unzureichend

Limitierte Proteolyse ● Trypsinverdau: Größenreduzierung

Bakterielle Aggregation ● Präzipitation ● Verlust: bakterizide Wirkung ● bakterielle Aggregation ● selektives Einfangen von E. coli

Einfluss der Aggregation in vivo Trypsin-resistentes Reg3β: Präzipitation bakterielle Aggregation bakterizide Wirkung ● Bakterielle Aggregation in vivo vernachlässigbar

● Reg3β erhöht die STm Besiedlung in einer komplexen Darmflora Stringentere ökologische Bedingungen Intakte Darmflora: ● kein Streptomycin ● Reg3β – Vorbehandlung ● Reg3β erhöht die STm Besiedlung in einer komplexen Darmflora

Zusammenfassung Interaktion zwischen: ● Pathogen, ● Wirt ● und Darmflora

Ausblick ● Aufklärung weiterer Faktoren: neben Reg3β z. B. Reg3α,γ,δ ● Therapiemöglichkeit: Interferenz mit Reg3-Lektinen durch isPGN

Danksagung Prof. Dr. D. Bumann Prof. Dr. T. F. Meyer Prof. Dr. W. D. Hardt