Pilz-Wirt-Mikrobiom-Interaktion

Candida albicans und Lactobacillus rhamnosus in engem Kontakt auf intestinalen Epithelzellen

Die Mehrheit der Bevölkerung trägt Candida albicans als natürliches Mitglied des Darmmikrobioms in sich. Der Pilz kann zudem die orale und vaginale Schleimhaut des Menschen besiedeln. Im Normalfall lebt C. albicans in friedlicher Gemeinschaft mit der bakeriellen Mikrobiota, ohne kompetitive Interaktionen oder Immunreaktionen auszulösen. Allerdings führen bestimmte Bedingungen, wie ein Ungleichgewicht des Mikrobioms, Immunsuppression oder eine beeinträchtigte Funktion der Epithelbarriere zur Prädisposition für C. albicans Infektionen, die sowohl oberflächlich (orale und vulvovaginale Candidose) als auch invasiv (meist nosokomial) sein können.

Besonders der nachgewiesene Zusammenhang zwischen Antibiotikatherapien und C. albicans Infektionen zeigt, dass die bakterielle Mikrobiota einen essentiellen Beitrag zur Vermeidung der fungalen Pathogenität leistet. Sowohl in Mausmodellen als auch am Patienten konnte gezeigt werden, dass das Entfernen von protektiven Bakterien wesentlich zur Verschiebung des kommensalen Zustandes in Richtung der Pathogenese beiträgt.

Diesbezüglich untersuchen wir Bakterien mit antagonistischem Potential gegenüber C. albicans, welche vielleicht dazu beitragen, den opportunistischen Erreger in seinem harmlosen Zustand zu halten. Dafür erstellen wir sowohl Transkriptions- als auch Metabolomprofile und nutzen die neusten in vitro Infektionsmodelle, um die molekularen Mechanismen hinter den antagonistischen Interaktionen zwischen C. albicans und Bakterien aufzuklären. Die Anwendung von Organ-on-Chip Modellen, welche Epithel- und Immunzellen beinhalten, sowie den Blutstrom imitieren, macht es uns möglich, die Drei-Wege-Interaktion zwischen Pilz, Wirt und Teilen der bakteriellen Mikrobiota genauer zu untersuchen. Zudem arbeiten wir eng mit der Nachwuchsgruppe Adaptive Pathogenitätsstrategien zusammen, um zu herauszufinden, wie diese Interaktionen die Erkennung durch das Immunsystem beeinflussen.

Des Weiteren wurde erst kürzlich ein bakterielles Typ 6 Sekretionssystem (T6SS) beschrieben, wie es beispielsweise im Bakterium Serratia marcescens vorkommt, welches direkt gegen Pilze wirken kann. Da dieses eine Schlüsselrolle im Verlauf von Pilzinfektionen haben könnte, wollen wir den Einfluss des antifungalen T6SS auf den Verlauf und Ausgang von Baterien-Pilz Co-Kolonisierungen oder Co-Infektionen im Säugerdarm untersuchen.

Mitarbeiter*innen

Raquel Alonso-Román
Mark Gresnigt
Selene Mogavero
Marisa Valentine

Publikationen

Alonso-Monge R, Gresnigt MS, Román E, Hube B, Pla J (2021) Candida albicans colonization of the gastrointestinal tract: A double-edged sword. PLOS Pathog 17(7), e1009710.
d'Enfert C, Kaune AK, Alaban LR, Chakraborty S, Cole N, Delavy M, Kosmala D, Marsaux B, Fróis-Martins R, Morelli M, Rosati D, Valentine M, Xie Z, Emritloll Y, Warn PA, Bequet F, Bougnoux ME, Bornes S, Gresnigt MS, Hube B, Jacobsen ID, Legrand M, Leibundgut-Landmann S, Manichanh C, Munro CA, Netea MG, Queiroz K, Roget K, Thomas V, Thoral C, Van den Abbeele P, Walker AW, Brown AJP (2021) The impact of the Fungus-Host-Microbiota interplay upon Candida albicans infections: current knowledge and new perspectives. FEMS Microbiol Rev 45(3), fuaa060. (Review)
Last A, Maurer M, Mosig AS, Gresnigt MS, Hube B (2021) In vitro infection models to study fungal-host interactions. FEMS Microbiol Rev 45(5), fuab005. (Review)
Mogavero S, Hube B (2021) Candida albicans Interaction with oral epithelial cells: Adhesion, invasion and damage assays. Methods Mol Biol 2260, 133-143.
Mogavero S, Sauer FM, Brunke S, Allert S, Schulz D, Wisgott S, Jablonowski N, Elshafee O, Krüger T, Kniemeyer O, Brakhage AA, Naglik JR, Dolk E, Hube B (2021) Candidalysin delivery to the invasion pocket is critical for host epithelial damage induced by Candida albicans. Cell Microbiol 23(10), e13378.
Papon N, Naglik JR, Hube B, Goldman GH (2021) Fungal pathogenesis: A new venom. Curr Biol 31(8), R391-R394.
Zhang S, Edwards TN, Mogavero S, Mathers AR, Hube B, Berman J, Bougnoux ME, D'Enfert C, Kaplan DH (2021) Adenosine triphosphate released by Candida albicans is associated with reduced skin infectivity. J Invest Dermatol 141(9), 2306-2310.
Kumamoto CA, Gresnigt MS, Hube B (2020) The gut, the bad and the harmless: Candida Albicans as a commensal and opportunistic pathogen in the intestine. Curr Opin Microbiol 56, 7-15. (Review)
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.
Graf K, Last A, Gratz R, Allert S, Linde S, Westermann M, Gröger M, Mosig AS, Gresnigt MS, Hube B (2019) Keeping Candida commensal: How lactobacilli antagonize pathogenicity of Candida albicans in an in vitro gut model. Dis Model Mech 12(9), dmm039719.