Die infektiöse Endokarditis ist eine Erkrankung mit zunehmender Inzidenz in der Bevölkerung und einer Mortalitätsrate von bis zu 40%. In unserem Institut sind in den letzten Jahren signifikante Fallzahlen mit Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus Infektionen von Herzklappen diagnostiziert worden. In ca. 20 % der diagnostizierten Streptokokken- Endokarditiden konnte als Spezies S. gallolyticus subsp. gallolyticus identifiziert werden.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden die Pathomechanismen von Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus (gehört zum Streptococcus bovis/ Streptococcus equinus-Komplex) analysiert. Bisher wurden verschiedene humane und tierische Isolate von S. gallolyticus subsp. gallolyticus, hinsichtlich Virulenzgenmuster, Suszeptibilität gegenüber Antibiotika und biochemischer Eigenschaften charakterisiert. Dabei zeigt sich, dass alle Stämme an Endothelzellen adhärieren, es allerdings deutliche quantitative Unterschiede bei der Invasion der Stämme in Endothelzellen gibt. Die Voraussetzung für die Entstehung der bakteriell bedingten infektiösen Endokarditis ist die Adhäsion an Zielgewebe. Diese initiale Bindung an verschiedene Bestandteile der Extrazellulären-Matrix wird durch spezielle Virulenzfaktoren vermittelt.

In Kooperation mit dem Center for Biotechnology (CeBiTec) der Universität Bielefeld wurde 2010 das Genom von S. gallolyticus subsp gallolyticus sequenziert.

Im Zuge der Auswertung konnte für diese Spezies erstmals ein Plasmid nachgewiesen werden, welches für eine Antibiotikaresistenz des Stammes verantwortlich ist. Weiterhin scheint das sequenzierte Plasmid eine entscheidende Rolle im Gentransfer zwischen verschiedene Spezies zu spielen.

Anhand der Analyse des Genoms konnten einige für die Virulenz verantwortliche Gene identifiziert werden, welche mit phänotypischen Merkmalen korreliert wurden. Verschiedene Kollagen- und Fibrinogen-Adhäsine, sowie Pilus-kodierende Gene konnten kartiert werden. Die potentiellen Virulenzgene sollen im Rahmen weiterer Studien in Knock-Out und Komplementations-Experimenten weiter analysiert werden.

Forschungsschwerpunkte

  • Vergleich humaner und tierischer Isolate von S. gallolyticus subsp. gallolyticus hinsichtlich Virulenzgenmuster, -expression und biochemischer Eigenschaften
  • Molekulargenetische Isolation und Charakterisierung von Virulenzfaktoren von S. gallolyticus subsp. gallolyticus, die bei der Adhäsion und Kolonisation des Endothels involviert sind
  • Analyse des Genoms von S. gallolyticus subsp. gallolyticus
  • Taxonomische und epidemiologische Analyse des Streptococcus bovis-Komplexes mittels MALDI-TOF-MS und molekulargenetischer Methoden

Kooperationen

  • Center for Biotechnology (CeBiTec), Bielefeld
  • Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie

Drittmittel

  • FoRUM - Medizinische Fakultät der Ruhr-Universität Bochum, Projektförderung (2008, 2012)

Projektleiter

PD Dr. rer. nat. Jens Dreier
E-Mail:  jdreier@hdz-nrw.de

Prof. Dr. med. Cornelius Knabbe
E-Mail:  cknabbe@hdz-nrw.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Dr. rer. nat. Tanja Vollmer
E-Mail:  tvollmer@hdz-nrw.de

Dr. rer. nat. Dennis Hinse
E-Mail:  dhinse@hdz-nrw.de

Jessika Dumke, Master of Science
E-Mail: jdumke@hdz-nrw.de

Cand. biochem. N.N.

Cand. biol. N.N.