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Systemökologie von bakteriellen Biofilmen

Wir verfolgen einen interdisziplinären Ansatz, um zu untersuchen, wie sich die Wechelselwirkungen zwischen Bakterienzellen auf die Dynamik von Multispezies-Biofilme auswirken.

Bakterielle Gemeinschaften sind für das Wohlbefinden des Menschen und für den gesamten Planeten von grosser Bedeutung. So spielen Biofilme eine wichtige Rolle in biogeochemischen Kreisläufen, sie haben einen Einfluss auf die Gesundheit vielzelliger Lebewesen und sind für zahlreiche industrielle Produktionsprozesse unverzichtbar. Trotz ihrer Relevanz wissen wir bis heute nur sehr wenig darüber, wie diese Biofilme funktionieren.

Interaktionen von Bakterien bestimmen Eigenschaften von Biofilmen
Bakterien in Biofilmen interagieren miteinander, in dem sie Dutzende von Molekülen austauschen und auf diese Weise das Wachstum und die Aktivität ihrer Nachbarn beeinflussen. Dies wirkt sich auch auf das Wachstum und die Aktivität des gesamten Biofilms aus. Um Vorhersagen bezüglich der Funktionsweise von Biofilmen zu treffen, muss man bis ins Detail verstehen, wie die miteinander interagierenden Bakterien die Eigenschaften von Biofilmen prägen.

Mit interdisziplinärem Ansatz Funktion von Biofilmen verstehenWir kombinieren modernste experimentelle und computergestützte Methoden: Mittels Einzelzell-Mikroskopie und Transkriptom-Analysen quantifizieren wir die Auswirkungen der Zell-Interaktionen und entwickeln mathematische Modelle, um zu prognostizieren, wie diese Interaktionen das Wachstum und die Aktivität von Biofilmen verändern.

Biofilme als Hauptursache chronischer Infektionen
Chronische Infektionen, ausgelöst durch Multispezies-Biofilme, zählen zu den Haupttodesursachen beim Menschen. Sowohl ein schlechterer Krankheitsverlauf als auch Therapieversagen lassen sich oftmals auf Interaktionen zwischen den Bakterien zurückführen. Uns interessiert, wie Interaktionen im Biofilm, die Krankheitsdynamik von chronischen Lungeninfektionen beeinflusst. Ziel ist es, neue Strategien zu finden, die beispielsweise das Wachstum von Biofilmen verhindern oder die Toleranz gegenüber Antibiotika verringern.

Weitere Informationen: vanvlietlab.ch