Projektleiter

Prof. Dr. med. Bettina Löffler (PI)
PD Dr. med. dent. Ulrike Schulze-Späte, CAGS, DDS (PI)
PD. Dr. rer. nat. Lorena Tuchscherr de Hauschopp (Co-PI)

Weitere Partner

Prof. Dr. med. Thomas Pap, MD
Prof. Dr. med. Thomas Kamradt

Zusammenfassung

Mikroorganismen können mit dem lokalen Mesenchym interagieren und dabei eine gewebe-spezifische Antwort hervorrufen, die das Knochengewebe durch Veränderungen im Stoffwechsel schädigt. Die Störungen des Knochenstoffwechsels können durch direkte Interaktionen der Mikroorganismen mit mesenchymalen Zellen, wie Osteoblasten, Osteozyten und Fibroblasten, zustande kommen, jedoch auch durch die nachfolgende inflammatorische Wirtsreaktion ausgelöst werden. Klinisch wird eine Therapie, um die Infektion zu beseitigen, durch bestimmte Pathogeneigenschaften behindert, wie die Entstehung von „schlafenden“ Phänotypen, die die Wirksamkeit von Antibiotika einschränken. Weiterhin ist noch nicht bekannt, welche Rolle die lokale metabolische Umgebung dabei spielt, die bakterielle Persistenz zu unterstützen, und eine übermäßige gewebeschädigende Wirtsantwort zu erzeugen. Patienten können sich schnell von einer akuten Infektion erholen, doch häufig entstehen chronisch persistierende Knocheninfektionen, die sehr schwer zu behandeln und auch beim Patienten funktionelle Einschränkungen erzeugen können. Durch die langdauernden Antibiotikagaben, eine lange Hospitalisation und durch die zusätzlichen Kosten für chirurgische Eingriffe wird zudem ein großer sozioökonomischer Schaden erzeugt.
Aus diesem Grund ist es das Ziel unseres Antrags, wesentliche Signalwege im Knochenstoffwechsel zu identifizieren, die den Pathogenen eine Persistenz ermöglichen. Weiterhin möchten wir Strategien zur Therapie entwickeln. In unseren Modellsystemen des bakteriell-induzierten Knochenverlusts werden wir Staphylococcus aureus (S. aureus), den häufigsten Erreger von Osteomyelitis, und Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), ein wichtiges Pathogen bei parodontalen Erkrankungen, verwenden. In Infektionsmodellen werden wir den Knochenverlust und die Mechanismen der bakteriellen Persistenz untersuchen und dies über die Modulation der mesenchymalen Immunreaktion zu beeinflussen versuchen. Dafür werden wir Fettsäuren, die wichtige lipid-metabolische Bestandteile des Stoffwechsels sind, als therapeutische Intervention verwenden, um neuartige immunmodulierende Ernährungsstrategien bei bakteriell-induziertem Knochenverlust zu untersuchen. Palmitinsäure (PA) und Ölsäure (OA), die am häufigsten vorkommenden einfach gesättigten und ungesättigten Fettsäuren in der westlichen Ernährung und im Serum, weisen je nach Sättigungsgrad unterschiedliche immunmodulierende Eigenschaften auf und können daher als Ernährungstherapie Anwendung finden. Insgesamt ist das Hauptziel des Antrags, die Pathogen-Wirts Interaktion zu untersuchen und immun-metabolisch zu beeinflussen.

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