Forschungsschwerpunkte der AG „Tiermedizinische Infektionsbiologie“

Die Erforschung von Mechanismen zur Wirts-Pathogen-Interaktionen stehen im Fokus der Arbeitsgruppe „Tiermedizinische Infektionsbiologie“. Wir interessieren uns dabei vor allem für Erkrankungen bzw. Pathogene, die Neugeborene betreffen, da Neonaten noch immer eine Risikogruppe mit ausgesprochen hoher Morbidität und Mortalität darstellen und über die Pathophysiologie des neonaten Wirtes im Vergleich zum Adulten sehr wenig bekannt ist. Unser Ziel ist es, die Infektion von beiden Seiten, also sowohl vom Bakterium als auch von Wirt aus, zu betrachten. Daher gehören sowohl die Erforschung von Mechanismen bakterieller Virulenzfaktoren als auch der Einfluss des angeborenen Immunsystems auf eine Infektion zu unseren Interessen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, verwenden wir ein sehr breites Methodenspektrum, das sich verschiedenster Techniken aus unterschiedlichsten naturwissenschaftlichen Disziplinen, wie z.B. der Proteinbiochemie, der Mikrobiologie, der Molekularbiologie und der (Infektions-)immunologie bedient. Ein ähnlich breites Spektrum weist auch das Erregerreservoir auf, mit dem wir uns in unseren Studien beschäftigen. Dazu gehören grampositive Vertreter, wie Streptokokken und Listerien, die im Neontaten (sowohl im Menschen als auch im Tier) schwerwiegende systemische Erkrankungen (Septikämie und/oder Meningitiden) hervorrufen. Auf der anderen Seite beschäftigen wir uns mit Vertretern gramnegativer Enterobacteriaceae, wie z.B. Salmonella Typhimurium. S. Typhimurium ist typischer Zoonoseerreger und gehört zu den bedeutendsten Erregern (selbstlimitierender) gastrointestinaler Infektionen weltweit. Im Neugeborenen Wirt hingegen weist S. Typhimurium einen Hang zur systemischen Ausbreitung auf, was vor allem in Drittweltländern mit geringen Hygienestandards zu lebensbedrohlichen Septikämien und Meningitiden führen kann. Ein weiterer Fokus unser AG liegt auf dem Phänomen der bakteriellen Persistenz. Dabei handelt es sich um ein Phänomen, das es einer Subpopulation von Bakterien erlaubt auch ohne genetisch determinierte Resistenzmechanismen, eine Behandlung mit bakteriziden Antibiotika zu überleben und damit Re-Infektionen zu ermöglichen. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind vielgestaltig und bis dato nur wenig erforscht. Wir versuchen zu diesem Thema einen Beitrag zu leisten.

 

Ausgewählte Publikationen:

Nerlich A, Lapschies AM, Kohler TP, Cornax I, Eichhorn I, Goldmann O, Krienke P, Bergmann S, Nizet V, Hammerschmidt S, Rohde M, Fulde M. Homophilic protein interactions facilitate bacterial aggregation and IgG-dependent complex formation by the Streptococcus canis M protein SCM. Virulence. 2019 Dec;10(1):194-206. doi: 10.1080/21505594.2019.1589362

Linzner N, Loi VV, Fritsch VN, Tung QN, Stenzel S, Wirtz M, Hell R, Hamilton CJ, Tedin K, Fulde M, Antelmann H. Staphylococcus aureus Uses the Bacilliredoxin (BrxAB)/Bacillithiol Disulfide Reductase (YpdA) Redox Pathway to Defend Against Oxidative Stress Under Infections. Front. Microbiol. 10:1355. doi: 10.3389/fmicb.2019.01355.

Jagau H, Behrens IK, Lahme K, Lorz G, Köster RW, Schneppenheim R, Obser T, Brehm MA, König G, Kohler TP, Rohde M, Frank R, Tegge W, Fulde M, Hammerschmidt S, Steinert M, Bergmann S. Von Willebrand Factor Mediates Pneumococcal Aggregation and Adhesion in Blood Flow. Front Microbiol. 2019 Mar 26;10:511. doi: 10.3389/fmicb.2019.00511.

Pägelow D, Chhatbar C, Beineke A, Liu X, Nerlich A, van Vorst K, Rohde M, Kalinke U, Förster R, Halle S, Valentin-Weigand P, Hornef MW, Fulde M. The olfactory epithelium as a port of entry in neonatal neurolisteriosis. Nat Commun. 2018 Oct 15;9(1):4269. doi: 10.1038/s41467-018-06668-2.

Loi VV, Busche T, Tedin K, Bernhardt J, Wollenhaupt J, Huyen NTT, Weise C, Kalinowski J, Wahl MC, Fulde M, Antelmann H. Redox-Sensing Under Hypochlorite Stress and Infection Conditions by the Rrf2-Family Repressor HypR in Staphylococcus aureus. Antioxid Redox Signal. 2018 Sep 1;29(7):615-636. doi: 10.1089/ars.2017.7354.

Fulde M, Sommer F, Chassaing B, van Vorst K, Dupont A, Hensel M, Basic M, Klopfleisch R, Rosenstiel P, Bleich A, Bäckhed F, Gewirtz AT, Hornef MW. Neonatal selection by Toll-like receptor 5 influences long-term gut microbiota composition. Nature. 2018 Aug;560(7719):489-493. doi: 10.1038/s41586-018-0395-5.

Thompson A, Fulde M, Tedin K. The metabolic pathways utilized by Salmonella Typhimurium during infection of host cells. Environ Microbiol Rep. 2018 Apr;10(2):140-154. doi: 10.1111/1758-2229.12628.

Zhang K, Riba A, Nietschke M, Torow N, Repnik U, Pütz A, Fulde M, Dupont A, Hensel M, Hornef M. Minimal SPI1-T3SS effector requirement for Salmonella enterocyte invasion and intracellular proliferation in vivo. PLoS Pathog. 2018 Mar 9;14(3):e1006925. doi: 10.1371/journal.ppat.1006925.

Eichhorn I, Tedin K, Fulde M*. Draft Genome Sequence of Salmonella enterica subsp. enterica Serovar Typhimurium Q1. Genome Announc. 2017 Oct 19;5(42). pii: e01151-17. doi: 10.1128/genomeA.01151-17.

Braetz S, Schwerk P, Thompson A, Tedin K, Fulde M. The role of ATP pools in persister cell formation in (fluoro)quinolone-susceptible and -resistant strains of Salmonella enterica ser. Typhimurium. Vet Microbiol. 2017 Oct;210:116-123. doi: 10.1016/j.vetmic.2017.09.007.

Eichhorn I, Jarek M, van der Linden M, Fulde M*. Draft Genome Sequence of the zoonotic Streptococcus canis isolate G361. Genome Announc. 2017 Sep 21;5(38). pii: e00967-17. doi: 10.1128/genomeA.00967-17.

Bergmann S, Eichhorn I, Kohler TP, Hammerschmidt S, Goldmann O, Rohde M, Fulde M*. SCM, the M Protein of Streptococcus canis Binds Immunoglobulin G. Front Cell Infect Microbiol. 2017 Mar 28;7:80. doi: 10.3389/fcimb.2017.00080.

Verkühlen GJ, Pägelow D, Valentin-Weigand P, Fulde M*. SCM-positive Streptococcus canis are predominant among pet-associated group G streptococci. Berl Munch Tierarztl Wochenschr. 2016 May-Jun;129(5-6):247-50.

Zhang K, Dupont A, Torow N, Gohde F, Leschner S, Lienenklaus S, Weiss S, Brinkmann MM, Kühnel M, Hensel M, Fulde M², Hornef MW². Age-dependent enterocyte invasion and microcolony formation by salmonella. PLoS Pathog. 2014 Sep 11;10(9):e1004385. doi: 10.1371/journal.ppat.1004385.

Fulde M¹, Bernardo-García N¹, Rohde M, Nachtigall N, Frank R, Preissner KT, Klett J, Morreale A, Chhatwal GS, Hermoso JA, Bergmann S. Pneumococcal phosphoglycerate kinase interacts with plasminogen and its tissue activator. Thrombosis and haemostasis. 2014;111(3):401-16. Epub 2013/11/08. doi: 10.1160/th13-05-0421. 

Fulde M*, Rohde M, Polok A, Preissner KT, Chhatwal GS, Bergmann S. Cooperative plasminogen recruitment to the surface of Streptococcus canis via M protein and enolase enhances bacterial survival. MBio. 2013 Mar 12;4(2):e00629-12.

Hitzmann A, Bergmann S, Rohde M, Chhatwal GS, Fulde M*. Identification and characterization of the arginine deiminase system of Streptococcus canis. Vet Microbiol. 2013 Feb 22;162(1):270-7

Fulde M*, Rohde M, Hitzmann A, Preissner KT, Nitsche-Schmitz DP, Nerlich A, Chhatwal GS, Bergmann S. SCM, a novel M-like protein from Streptococcus canis, binds (mini)-plasminogen with high affinity and facilitates bacterial transmigration. Biochem J. 2011 Mar 15;434(3):523-35.

Übersichtsartikel:

Doran KS¹, Fulde M¹, Gratz N¹, Kim BJ¹, Nau R¹, Prasadarao N¹, Schubert-Unkmeir A¹, Tuomanen EI¹, Valentin-Weigand P. Host-pathogen interactions in bacterial meningitis. Acta Neuropathol. 2016 Feb;131(2):185-209. doi: 10.1007/s00401-015-1531-z.

Hornef MW*, Fulde M*. Ontogeny of mucosal immune responses. Frontiers in Immunology, October 2014, doi: 10.3389/fimmu.2014.00474

Fulde M, Hornef M. Maturation of the enteric mucosal innate immune system during the postnatal period. Immunol Rev. 2014 Jul;260(1):21-34. doi: 10.1111/imr.12190.

Fulde M, Steinert M, Bergmann S. Interaction of streptococcal plasminogen binding proteins with the host fibrinolytic system. Front Cell Infect Microbiol. 2013 Nov 22;3:85.

Fulde M*, Valentin-Weigand P*. Epidemiology and pathogenicity of zoonotic streptococci. Curr Top Microbiol Immunol. 2013;368:49-81.

Buchkapitel:

Fulde M*, Bergmann S* (2017). Impact of Streptococcal Enolase in Virulence, in: Moonlighting proteins – novel virulence factors in bacterial infections. Ed. Brian Henderson; Wiley Blackwell, pp. 245-259