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Evolution von bakteriellen Krankheitserregern

Unser Team untersucht die Entwicklung des Bakteriums Salmonella Typhimurium und die Rolle der Variabilität während der Infektion.

Die aktuelle Krise bezüglich der Antibiotikaresistenzen zeigt, dass der technologische Fortschritt hinter der Entwicklung der Bakterien herhinkt. Das Verständnis der allgemeinen Prinzipien, die der Evolution von Krankheitserregern zugrunde liegen, wird entscheidend für die Entwicklung neuer Strategien sein, die sich von den klassischen Ansätzen entfernen.  Derzeit beruhen diese fast ausschliesslich auf der antimikrobiellen Chemotherapie.

Individualität und Arbeitsteilung in Erregergemeinschaften
Bakterienpopulationen sind in der Regel komplexe Gemeinschaften aus phänotypisch unterschiedlichen Individuen. Diese Vielfalt hat unterschiedliche Gründe, dazu gehören die zufällige Variationen in der Genexpression. Genetisch identische Zellen können dadurch in einer gleichbleibenden und homogenen Umgebung unterschiedliche Erscheinungsformen hervorbringen. Im Bakterium Salmonella Typhimurium erforschen wir die molekularen Mechanismen und evolutionären Grundlagen dieses Phänomens. Es erlaubt dem Erreger, so unsere Hypothese, sich die Arbeit zwischen den Subpopulationen im Darm aufzuteilen und maximiert die Übertragung von virulenten Genotypen auf den nächsten Wirt.

Die Rolle der Übertragung für die Evolution von Krankheitserregern
Die Ansteckung eines Wirtes ist ein wichtiger Schritt im Lebenszyklus eines jeden Erregers. Mit modernen Sequenzierungstechnologien untersuchen wir quantitativ die Populationsdynamik und Evolution von S. Typhimurium sowohl während einer langfristigen Infektion innerhalb des Wirtes als auch bei der Übertragung von Wirt zu Wirt. Darüber hinaus befassen wir uns auch mit den Auswirkungen von Faktoren wie der Darmmikrobiota oder der Wirtsimmunität, die diese Schritte im Lebenszyklus des Erregers begrenzen. 

Design robuster biologischer Strategien
Das gesammelte Wissen über die genetischen Grundlagen der Virulenz, die Evolution von S. Typhimurium innerhalb des Wirtes und die Erkenntnisse zur Dynamik der Übertragung helfen dabei, präventive Strategien zu entwickeln, mit denen virulente Stämme aus Wirtspopulationen verbannt und das Entstehen von mutierten Bakterien verhindern, die einer Behandlung entgehen können.

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