Nährstoffaufnahme während der Infektionen

Auch während einer Infektion brauchen Pathogene Nährstoffe, um zu überleben und sich zu vermehren. Eine wichtige Strategie des Wirtes ist es deshalb, den Zugang zu Nährstoffen für Mikroorganismen so weit wie möglich zu behindern (im Englischen als "Nutritional Immunity" bezeichnet). So versuchen beide Seiten, Mikronährstoffe wie Eisen oder Zink, aber auch Kohlenstoff- und Stickstoffquellen, möglichst effektiv an sich zu ziehen. Der Verlauf einer Infektion wird in großem Maße von diesem Wettbewerb um Nährstoffe bestimmt, und ein tieferes Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse kann helfen, Infektionskrankheiten besser bekämpfen zu können.

Unser Interesse liegt besonders auf der Regulation der pilzlichen Antwort auf ein geringes Nährstoffangebot, wie es Candida-Zellen im Wirt vorfinden. So ist beispielsweise Eisen essentiell für fast alle Organismen, und eine effektive Eisenaufnahme ist für infizierende Mikroorganismen lebenswichtig. Auch Zink findet sich als Co-Faktor in vielen Proteinen und ist deshalb von vergleichbarer Wichtigkeit für Infektionsprozesse. Aus diesen Gründen untersuchen wir die Eisen- und Zinkaufnahmesysteme und ihre Regulation in C. albicans und C. glabrata. Als Beispiel für einen Nährstoff, der in größeren Mengen benötigt wird, erforschen wir auch, welche Stickstoffquellen die Pilze während einer Infektion zur Verfügung haben und wie sie diese erkennen.

Modell eines "Zinkophor"-Systems: Bei der Invasion in Wirtszellen sekretiert C. albicans das zinkbindende Protein Pra1, das dieses Metall in der Wirtszelle einfängt. Beladenes Pra1 bindet dann auf Pilzzelloberfläche an den Rezeptor Zrt1 und liefert seine Fracht ab.

Mitarbeiter*innen

Sascha Brunke
Osama Elshafee

Publikationen

Van Ende M, Timmermans B, Vanreppelen G, Siscar-Lewin S, Fischer D, Wijnants S, Romero CL, Yazdani S, Rogiers O, Demuyser L, Van Zeebroeck G, Cen Y, Kuchler K, Brunke S, Van Dijck P (2021) The involvement of the Candida glabrata trehalase enzymes in stress resistance and gut colonization. Virulence 12(1), 329-345.
Ho J, Wickramasinghe DN, Nikou SA, Hube B, Richardson JP, Naglik JR (2020) Candidalysin is a potent trigger of alarmin and antimicrobial peptide release in epithelial cells. Cells 9(3), 699.
Ruben S, Garbe E, Mogavero S, Albrecht-Eckardt D, Hellwig D, Häder A, Krüger T, Gerth K, Jacobsen ID, Elshafee O, Brunke S, Hünniger K, Kniemeyer O, Brakhage AA, Morschhäuser J, Hube B, Vylkova S, Kurzai O, Martin R (2020) Ahr1 and Tup1 contribute to the transcriptional control of virulence-associated genes in Candida albicans. mBio 11(2), e00206-20.
Westman J, Walpole GFW, Kasper L, Xue BY, Elshafee O, Hube B, Grinstein S (2020) Lysosome fusion maintains phagosome integrity during fungal infection. Cell Host Microbe 28(6), 798-812.
Arastehfar A, Boekhout T, Butler G, De Cesare GB, Dolk E, Gabaldón T, Hafez A, Hube B, Hagen F, Hovhannisyan H, Iracane E, Kostrzewa M, Lackner M, Lass-Flörl C, Llorens C, Mixão V, Munro C, Oliveira-Pacheco J, Pekmezovic M, Pérez-Hansen A, Sanchez AR, Sauer FM, Sparbier K, Stavrou AA, Vaneechoutte M, Vatanshenassan M (2019) Recent trends in molecular diagnostics of yeast infections: from PCR to NGS. FEMS Microbiol Rev 43(5), 517-547. (Review)
Chu H, Duan Y, Lang S, Jiang L, Wang Y, Llorente C, Liu J, Mogavero S, Bosques-Padilla F, Abraldes JG, Vargas V, Tu XM, Yang L, Hou X, Hube B, Stärkel P, Schnabl B (2019) The Candida albicans exotoxin Candidalysin promotes alcohol-associated liver disease. J Hepatol 72(3), 391-400.
Correia I, Prieto D, Román E, Wilson D, Hube B, Alonso-Monge R, Pla J (2019) Cooperative role of MAPK pathways in the interaction of Candida albicans with the host Epithelium. Microorganisms 8(1), 48.
Fischer D, Gessner G, Fill TP, Barnett R, Tron K, Dornblut K, Kloss F, Stallforth P, Hube B, Heinemann SH, Hertweck C, Scherlach K, Brunke S (2019) Disruption of membrane integrity by the bacteria-derived antifungal jagaricin. Antimicrob Agents Chemother 63(9), e00707-19.
Ho J, Yang X, Nikou SA, Kichik N, Donkin A, Ponde NO, Richardson JP, Gratacap RL, Archambault LS, Zwirner CP, Murciano C, Henley-Smith R, Thavaraj S, Tynan CJ, Gaffen SL, Hube B, Wheeler RT, Moyes DL, Naglik JR (2019) Candidalysin activates innate epithelial immune responses via epidermal growth factor receptor. Nat Commun 10(1), 2297.
Ikonomova SP, Moghaddam-Taaheri P, Wang Y, Doolin MT, Stroka KM, Hube B, Karlsson AJ (2019) Effects of histatin 5 modifications on antifungal activity and kinetics of proteolysis. Protein Sci 29(2), 480-493.