Pathobiologie von Aspergillus fumigatus und neue Strategien zur Therapie von Infektionen: Immunevasion und Wirt-Pathogen Interaktion sowie extrazelluläre Vesikel

Innerhalb der letzten Jahrzehnte ist, insbesondere durch die Zunahme der Zahl immunsupprimierter Patienten, ein rasanter Anstieg systemischer Pilzinfektionen zu verzeichnen. Mehr als 90 % der durch Aspergillen verursachten invasiven Mykosen lassen sich auf eine Infektion mit Aspergillus fumigatus zurückführen. Die Abteilung MAM konzentriert sich auf zwei Aspekte: (1) die Identifizierung von Virulenzdeterminanten des Pilzes und (2) die Aufklärung der Interaktion zwischen A. fumigatus und dem Immunsystem, insbesondere neutrophilen Granulozyten, Makrophagen, Epithel- und T-Zellen. Von besonderer Bedeutung sind Immunevasionsmechanismen, wie die Fähigkeit des Pilzes, sich mit Hilfe seiner Oberflächenproteine vor der Erkennung durch Immunzellen zu schützen oder mit Hilfe seiner Oberflächen-DHN-Melaninschicht die intrazelluläre Prozessierung von Sporen (Konidien) zu beeinflussen. Dies geschieht z.B. über die Inhibition der Ansäuerung von Phagolysosomen mittels Inhibierung der Bildung von Lipid-Raft-Mikrodomänen in der phagolysosomalen Membran oder der Inhibition der Apoptose. Einen neuen Aspekt bildet die Entdeckung von extrazellulären Vesikeln, die durch neutrophile Granulozyten gebildet werden und den Pilz abtöten.

Die Abteilung konzentriert sich dabei auf folgende Aspekte:

  • Identifizierung von Virulenzdeterminanten von A. fumigatus
  • Aufklärung der Interaktion zwischen den Pilzen und dem Immunsysten, insbesondere neutrophile Granulozyten, Makrophagen und Epithelzellen und deren extrazelluläre Vesikel
  • Die Bedeutung des Lungenmikrobioms für die Krankheitsentstehung
  • Neue Strategien für die Diagnose und Therapie von Aspergillus Infektionen
  • Entwicklung proteomischer Methoden zur Analyse der Interaktion zwischen Wirt und Pathogen und mikrobieller Gemeinschaften

Mitarbeiter*innen

Arite Bigalke
Axel A. Brakhage
Simone Edenhart
Katherine Gonzalez Rojas
Melanie Händel
Thorsten Heinekamp
Isabel Heineking
Nico Hermsdorf
Leijie Jia
Moemi Kawashima
Olaf Kniemeyer
Maximilian Knott
Thomas Krüger
Liubov Nikitashina
Muhammad Rafiq
Franziska Schmidt
Silke Steinbach
Eric Unger
Corissa Visser
Kerren Volkmar
Rasha Zaher

Publikationen

Bigalke A, Krüger T, Jia LJ, Kniemeyer O, Brakhage AA (2023) Pathoproteomik des humanpathogenen Pilzes Aspergillus fumigatus. BIOspektrum (3), 269-272.
Garloff V, Krüger T, Brakhage A, Rubio I (2023) Control of TurboID-dependent biotinylation intensity in proximity ligation screens. J Proteomics 279, 104886.
Jia LJ, Rafiq M, Radosa L, Hortschansky P, Cunha C, Cseresnyés Z, Krüger T, Schmidt F, Heinekamp T, Straßburger M, Loeffler B, Doenst T, Lacerda JF, Campos A, Figge MT, Carvalho A, Kniemeyer O, Brakhage AA# (2023) Aspergillus fumigatus hijacks human p11 to redirect fungal-containing phagosomes to non-degradative pathway. Cell Host Microbe 31(3), 373-388.e10.
Krespach MKC, Stroe MC, Netzker T, Rosin M, Zehner LM, Komor AJ, Beilmann JM, Krüger T, Scherlach K, Kniemeyer O, Schroeckh V, Hertweck C, Brakhage AA (2023) Streptomyces polyketides mediate bacteria-fungi interactions across soil environments. Nat Microbiol 8(7), 1348-1361.
Mirhakkak MH*, Chen X*, Heinekamp T, Sae-Ong T, Xu LL, Ni Y, Kurzai O, Barber AE, Brakhage AA, Boutin S, Schäuble S#, Panagiotou G# (2023) Genome-scale Metabolic modeling of Aspergillus fumigatus strains reveals growth dependencies on the lung microbiome. Nat Commun 14(1), 4369.
Sala A, Ardizzoni A, Spaggiari L, Vaidya N, van der Schaaf J, Rizzato C, Cermelli C, Mogavero S, Krüger T, Himmel M, Kniemeyer O, Brakhage AA, King BL, Lupetti A, Comar M, de Seta F, Tavanti A, Blasi E, Wheeler RT, Pericolini E (2023) A new phenotype in Candida-epithelial cell interaction distinguishes colonization-versus culvovaginal candidiasis-associated strains. mBio 14(2), e0010723.
Schruefer S, Pschibul A, Wong SSW, Sae-Ong T, Wolf T, Schäuble S, Panagiotou G, Brakhage AA, Aimanianda V, Kniemeyer O, Ebel F (2023) Distinct transcriptional responses to fludioxonil in Aspergillus fumigatus and its ΔtcsC and Δskn7 mutants reveal a crucial role for Skn7 in the cell wall reorganizations triggered by this antifungal. BMC Genomics 24(1), 684.
Balkenhol J, Bencurova E, Gupta SK, Schmidt H, Heinekamp T, Brakhage AA, Pottikkadavath A, Dandekar T (2022) Prediction and validation of host-pathogen interactions by a versatile inference approach using Aspergillus fumigatus as a case study. Comput Struct Biotechnol J 20, 4225-4237.
Brandt P, Gerwien F, Wagner L, Krüger T, Ramírez-Zavala B, Mirhakkak MH, Schäuble S, Kniemeyer O, Panagiotou G, Brakhage AA, Morschhäuser J, Vylkova S (2022) Candida albicans SR-like protein kinases regulate different cellular processes: Sky1 is involved in control of ion homeostasis, while Sky2 is important for dipeptide utilization. Front Cell Infect Microbiol 12, 850531.
Tappe B, Lauruschkat C, Strobel L, Kurzai O, Rebhan S, Kraus S, Lauruschkat C, Garcia JP, Bussemer L, Possler L, Held M, Huenniger K, Kniemeyer O, Schäuble S, Brakhage AA, Panagiotou G, White L, Einsele H, Löffler J, Wurster S (2022) COVID-19 patients share common, corticosteroid-independent features of impaired host immunity to pathogenic molds. Front Immunol 13, 954985.