Kongressbericht Statusworkshop 2014

Kongressbericht zum Statusworkshop 2014 der DGHM- Fachgruppe „Eukaryontische Krankheitserreger“ Der diesjährige Statusworkshop der Fachgruppe fand vom 6.-7. Februar am Institut für medizinische Mikrobiologie der Universitätsmedizin Göttingen statt und wurde von Oliver Bader, Uwe Groß und Michael Weig ausgerichtet. Direkt im Anschluss fand das jährliche Treffen der Arbeitsgruppe Klinische Mykologie der DMykG statt, so dass sich für die Teilnehmer die Möglichkeit ergab beide Veranstaltungen zu besuchen. Dies fand in einer sehr gut besuchten gemeinsamen Session am Freitagnachmittag Ausdruck, die darüber hinaus dem gemeinsamen Andenken an Prof. Reinhard Rüchel (verstorben im November 2013) gewidmet war. In je zwei Sessions am Donnerstagnachmittag und Freitagmorgen hatten Nachwuchswissenschaftler, Doktoranden, Master- und Bachelorstudenten die Gelegenheit aus ihrer aktiven Arbeit in Mykologie und Parasitologie zu berichten. Die erste Session stand unter dem Thema „Immunmodulation“. Stefanie Allert (Jena) berichtete über einen Screening-Ansatz zum Überleben der Hefe Candida glabrata in humanen Makrophagen. Molekulare Analysen dreier so selektierter Gene aus C. glabrata wiesen auf verschiedene Mechanismen hin, darunter Calcineurin- und Biotin-abhängige Signalkaskaden und die Biosynthese von Sphingolipiden, die zum Überleben in Makrophagen beitragen. Die Sekretion von antimikrobiell aktiven Substanzen durch neutrophile Granulozyten war Thema von Christina Braunsdorf (Tübingen). In ihren Arbeiten konnte sie zeigen, dass sich antimikrobielle Peptide im Infektionsmodell mittels Zellkultur protektiv auf eine Infektion mit Candida albicans auswirken. Über ein weiteres, groß angelegtes Screening zur Immunmodulation durch C. albicans berichtete Tony Pawlik (Jena). Hier konnten durch das Durchmustern einer Gendeletionsbank auf die Sekretion von Interleukinen und die Schädigung verschiedener Wirtszelllinien Gene identifiziert werden, deren Deletion zu veränderten Zytokinmustern führten und somit auf Organtropismen hinwiesen. Unterschiedliche Oberflächeneigenschaften bei klinischen Isolaten von C. glabrata waren das Thema von Ichsan (Göttingen). In dieser Arbeit wurde anhand eines kontinuierlichen Screenings klinischer Isolate aus unterschiedlichen Quellen gezeigt, dass die Bildung von Biofilmen auf unterschiedlichen Materialien, etwa Silicon und Polystyrol, auch unterschiedliche Prozesse sind. In der zweiten Session ging es um Arbeiten aus den Bereichen Zellbiologie und Antimykotikaresistenz. Christine Dunker (Jena) beschrieb Ansätze zur Analyse der Ausbildung von Filamenten bei C. albicans. Anhand von Stämmen mit Doxycyclin-regulierbarer Filamentation konnte gezeigt werden, dass die Ausprägung von Hyphen essentiell für die Gewebsinvasion ist. Die Resistenz gegenüber dem Antimykotikum 5-Fluorcytosin war das Thema von Matthias Emele (Göttingen). Durch in vitro Mikroevolutionsexperimenten konnten resistente C. albicans Stämme erzeugt werden, welche in der Folge auf Mutationen und chromosomale Aberrationen hin untersucht wurden. Erste Ergebnisse zeigten, dass Stämme mit einer bereits heterozygot vorliegenden Resistenz-Mutation in CaFUR1 schneller eine volle Resistenz gegenüber 5FC ausprägten als solche ohne. Falk Hillmann (Jena) berichtete über die Fähigkeit von Aspergillus fumigatus niedrige Sauerstoffkonzentrationen zu kompensieren. Über Transkriptionsanalysen konnte ein Globin-ähnliches Protein („fungoglobin“) identifiziert werden, welches über eine Häm-Bindestelle verfügt und somit die Sauerstoff-Akquisition unter mikroaerophilen Bedingungen ermöglicht. Auch bei Anne Braun (Berlin/Lübeck) stand A. fumigatus in Fokus. Sie berichtete über die Detektion von cyp51A Mutationen in klinischen Isolaten, welche zu Azolresistenzen führten. Neben dem weit verbreiteten TR/L98H-Allel konnte in einigen resistenten Stämmen keine Mutation gefunden werden, was auf das Vorhandensein anderer Mechanismen in diesen Stämmen hindeutet. Im letzten Vortrag der Session berichtete Christoph Sasse (Göttingen) über den Aufbau einer

TetOn-regulierten Überexpressionsbank verschiedener Transkriptionsfaktoren in A. fumigatus. Ein erstes Screening auf Stämme mit erhöhter Azoltoleranz brachte bereits erste Kandidatengene hervor. Der Donnerstag wurde mit der Vergabe des Publikationspreises der Fachgruppe an Marc Swidergall (Düsseldorf) für die Publikation „Candida albicans mucin Msb2 is a broad-range protectant against antimicrobial peptides“ [AAC 2013 57:3917-22] abgeschlossen. In seinem gelungenen Vortrag stellte Marc Swidergall die Arbeiten der Gruppe vor und ging auf verschiedenste Aspekte der Mucine ein, insbesondere auf die Regulation von Msb2 und die regulatorische Funktion durch Msb2 auf die Zellwand-Stress Antwort. Die erste Session am Freitagmorgen fasste vier Vorträge aus dem Bereich der Parasitologie zusammen. Izabela Swierzy (Göttingen) berichtete über Transkriptionsanalysen verschiedener Toxoplama gondiiinfizierter Zelllinien. Dabei stand die Frage im Vordergrund, zu welchen Veränderungen die Infektion in glatten Muskelzellen führt. Hier wurden in hohem Maße Zellzyklus-abhängige Gene gefunden. Darauf aufbauend wurde ein knock-down des „Cell Division Autoantigen1“ analysiert, welches zu verminderter Differenzierung der Muskelzellen und damit einhergehend zu einer erhöhten Replikationsrate der Parasiten führte. Ebenfalls mit T. gondii beschäftigte sich Nora Frohnecke (Berlin). Sie beschrieb den konditionellen knock-down des Ferredoxins, welches essentiell für verschiedene Biosynthesewege ist. Das Ausschalten führe erwartungsgemäß zu einem sehr pleiotropen Phänotyp, der eine dramatische Wachstumsinhibition einschloss. Siriam Garg (Düsseldorf) zeigte Analysen zur Phylogenie der Trichomonaden und wie diese angewendet werden können, um Virulenz- und Infektions-assoziierte Gene zu studieren. Zum Abschluss der Session berichtete Geo Semini (Berlin) über das Habitat von Leishmanien. Diese intrazellulären Parasiten sind in der Lage, die Biosynthese von Cholesterin in Makrophagen zu stimulieren und dieses zu sequestrieren. In der zweiten Session ging es um diagnostische Methoden. Linda Mayer (Stuttgart) berichtete über ein in der Entwicklung befindliches „lab-on-a-chip“ System, bei dem durch Hybridisierung von ITS-PCRProdukten bis zu 55 verschiedene pathogene Pilze nachgewiesen und differenziert werden können. In der Arbeit von Mareike Bernhard (Göttingen) ging es um die schnellere Differenzierung von Hefen mittels MALDI-TOF-MS. In ihrer Arbeit konnte sie einen Satz an MS-Referenzspektren erstellen, die eine Identifizierung auch mittels eines vereinfachten Protokolls erlauben. Als Gast aus der AG Klinische Mykologie stelle Michael Seibold (Berlin) anhand der Kryptokokkose den Ablauf und die geänderte Gesetzeslage für serologische Ringversuche dar. Hierbei wurde vor allem auf die Einführung von Qualitätsmanagementsystemen und auf die Durchführung neuer interner und externer Qualitätskontrollen eingegangen, die für diagnostische Laboratorien bis 2015 verpflichtend werden. Zum Abschluss berichtete Oliver Bader (Göttingen) über den Stand der Arbeiten im Netzwerk „CryptoType“, welches sich zum Ziel gesetzt hat die Subtypisierung der verschiedenen Cryptococcus Subspezies mittels MALDI-TOF-MS zu ermöglichen. Erste Ansätze zeigen, dass die Erkennung der beiden Spezies C. neoformans/gattii und C. grubii möglich ist. Dies wurde erfolgreich für epidemiologische Studien in Kenia und Thailand eingesetzt. Eine routinehafte Differenzierung der molekularen Subtypen mittels MALDI scheint möglich und befindet sich in Arbeit. Die gemeinsame Session mit der Arbeitsgruppe Klinische Mykologie am Freitagnachmittag wurde mit einer Schweigeminute zum Gedenken an Prof. Reinhard Rüchel eingeleitet. Bernhard Hube (Jena) gab zum Auftakt einen Rückblick auf seine Doktorandenzeit in der Arbeitsgruppe von Reinhard Rüchel und beschrieb die Höhepunkte der Entdeckung der Gene für die sekretorischen Aspartatproteasen von C. albicans, einem der zentralen Forschungsthemen von Reinhard Rüchel. Silvia Schauder (Göttingen) gab einen persönlichen Einblick in die Zeit des Ruhestands von Reinhard Rüchel [Nachruf der DMykG].

Die Nachmittagssession mit drei weiteren wissenschaftlichen Kurzvorträgen wurde von zwei Keynotes eingerahmt. Im ersten Übersichtsvortrag referierte Klaus Brehm (Würzburg) über neueste Erkenntnisse zur Entwicklungsbiologie und Parasit-Wirt-Interaktion bei Echinococcus multilocularis. Er hob hervor, dass das potentiell unbegrenzte Wachstum der Larve von Echinokokken im Zwischenwirt durch kürzlich entdeckte pluripotente Stammzellen ermöglicht wird, welche die einzigen proliferativen Zellen im Metacestoden-Stadium darstellen. Da sie entscheidend für die Pathogenese der Echinokokkose sind, sind sie ein wichtiges neues Target für Chemotherapeutika gegen die Echinokokkose. Die Zielstruktur der Echinocandine bei Pilzen, die Glucansynthase, war das Thema von Johannes Wagener (München). Im Gegensatz zu Hefen hat A. fumigatus nur eine katalytische Untereinheit dieses Enzyms. Eine reduzierte Expression des Gens führt zu drastisch reduzierten Wachstumsraten, fehlender Konidienbildung und erhöhter Suszeptibilität gegenüber Zellwand-aktiven Substanzen. Über potenzielle Impfstoffkandidaten gegen eine invasive Aspergillose berichtete Utz Reichard (Göttingen). Dazu wurden KonidienOberflächenantigene und verschiedene metabolische Antigene von A. fumigatus näher untersucht. Einige dieser Antigene könnten auch pharmakologische Targets für eine Chemotherapie sein. In vorläufigen Studien lässt sich im Tierversuch eine verminderte Virulenz bei Gendeletionsmutanten eines Konidien-Oberflächenproteins und einer intrazellulären Peroxidase erkennen. Über verschiedene Bestandteile der angeborenen Immunität, die eine schützende Immunantwort gegen C. albicans im Blut vermitteln, berichtete Oliver Kurzai (Jena). Die Anwendung eines humanen Vollblutinfektionsmodells und dessen biomathematische Modellierung [PLoS Comp Biol 2014] ermöglichte hier eine zeitlich aufgelöste Analyse des physiologischen Zustandes von C. albicans sowie der Immunaktivierung vergleichbar zum in vivo-Szenario einer systemischen Pilz-Infektion. Mittels dieses virtuellen Infektionsmodells ließen sich Kinetiken der Aktivierung angeborener Immunreaktionen vorhersagen. Die Ergebnisse unterstreichen die zentrale Rolle der neutrophilen Granulozyten, welche nahezu 98% der gesamten Abtötung von C. albicans im Blut vermitteln. Darüber hinaus sagt das Modell eine Population von Pilzzellen voraus, die resistent gegenüber der Phagozytose durch Immunzellen werden und somit im Verlauf der Infektion extrazellulär und lebend verbleiben. Hieraus ergibt sich eine mögliche Erklärung für die Disseminierung von C. albicans. In der zweiten Keynote, welche gleichzeitig der Abschlussvortrag der Tagung war, referierte Hubertus Haas (Innsbruck) über das Spurenelement Eisen und dessen Akquisition insbesondere bei A. fumigatus. Unter anderem konnte die Arbeitsgruppe zeigen, dass die Biosynthese von Siderophoren sowie Regulatoren, die für die Aktivierung der Eisenaufnahme auf Ebene der Genexpression notwendig sind (z.B. HapX und SrbA) nicht nur für das Wachstum unter Eisenmangel sondern auch für die Virulenz dieses Pilzes essentiell sind. Die Fähigkeit zur Anpassung an Eisenmangel stellt somit eine zentrale Funktion in der Pathogenität dar

Diagnose und Bekämpfung von Infektionen durch Pilze. Der nächste Statusworkshop findet 2015 in Erlangen, ausgerichtet durch Prof. Sven Krappmann, statt. Der Statusworkshop Eukaryontische Krankheitserreger 2014 und das Arbeitsgruppentreffen Klinische Mykologie 2014 wurden ermöglicht durch Förderungen der Pfizer Pharma GmbH Deutschland, der DGHM Fachgruppe 8 „eukaryontische Krankheitserreger“ und der Deutschen Mykologischen Gesellschaft DMykG.

Oliver Bader