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Biofilm-responsive adjuvant as novel therapeutic approach

Projektleitung
Reimhult Erik, BOKU Projektleiter/in
Laufzeit:
15.04.2020-14.04.2024
Programm:
Einzelprojekte
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Projektpartner
Technische Universität Wien, Österreich.
Kontaktperson: Olivier Guillaume;
Funktion des Projektpartners: Koordinator
Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Biologisch inspirierte Materialien
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Bakterien innerhalb eines Biofilms sind bis zu 1.000-mal resistenter gegen Antibiotika und von Natur aus unempfindlich gegen die Immunantwort des Wirts. Dies ist besonders relevant für Patienten, die von Mukoviszidose (CF) betroffen sind. CF-Patienten weisen eine Mutation im CFTR-Gen (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) auf, das für die Sekretion von klebrigem Schleim in den Atemwegen der Patienten verantwortlich ist und sie dadurch anfälliger für Infektionen macht. Sobald Pseudomonas aeruginosa die Lunge besiedelt hat, kann es einen schleimigen Phänotyp annehmen, der die Infektion unempfindlich gegen Antibiotika macht. Trotz intensiver Antibiotika-Therapien ist eine chronische Lungeninfektion bei CF-Patienten extrem schwierig oder sogar unmöglich zu behandeln, was zu einer hohen Mortalität führt. Die Gründe für die extreme Resistenz des CF-Biofilms gegen Medikamente sind noch nicht vollständig geklärt, aber es wird vermutet, dass externe Belastungen, die in der lokalen Umgebung der Lunge vorhanden sind, zusammen mit der reichlichen Sekretion von Alginat im Biofilm eine entscheidende Rolle bei der Toleranz von P. aeruginosa gegenüber Antibiotika spielen. Wir gehen davon aus, dass wir durch ein besseres Verständnis und die anschließende Kontrolle der Wechselwirkung von Antibiotika mit den wichtigsten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) die bestehenden Therapien zur Ausrottung von Mikroorganismen im mukoiden Biofilm verbessern könnten. Die Hauptziele des 4-Jahres-Projekts sind (1) die Etablierung eines relevanten in vitro-Modells des CF-Biofilms, (2) die Bereitstellung beispielloser Einblicke in die Interaktion von Antibiotika mit EPS-Komponenten, (3) die Aufklärung der Wirkung von umweltbedingten Veränderungen der EPS auf P. aeruginosa und (4) die Prüfung von auf den Biofilm ansprechenden Adjuvantien, die die Wirksamkeit von Antibiotika wiederherstellen.
Schlagworte
Physikalische Chemie; Biochemie; Biophysik; Mikrobiologie; Nanobiotechnologie; Medizinische Chemie;
Adjuvant; Alginat; Bioprinting; Exopolysaccharide; Mukoviszidose; Pseudomona aeruginosa;
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