GenoMik-Kompetenznetzwerk: PathoGenoMik
03.04.2013 -
Infektionskrankheiten sind für die Menschen eines der größten Gesundheitsprobleme. Sei es die Wiederkehr bereits besiegt geblaubter Erreger oder das Auftreten völlig neuer Infektionskrankheiten - die Genomforschung an Bakterien kann zu einem vertieften Verständnis über die Entwicklung von Krankheitserregern beitragen. Innerhalb des Kompetenznetzwerkes PathoGenoMik pathogene Mikroorganismen genauestens zu analysieren, weil sie sich manchmal nur in geringen Varianten von harmlosen Vertretern unterscheiden.
Das von der Universität Würzburg koordinierte Netzwerk "Genomforschung an pathogenen Mikroorganismen - PathogenoMik" wurde im Rahmen des Förderprogramms GenoMik des Bundesministeriums für Bildung und Forschun g im Jahr 2001 ins Leben gerufen. Dabei stehen unter anderem die pathogenen Bakterien Mycobacterium tuberculosis oderHeliobacter pyloriim Vordergrund der Forschung. Ersteres ist der Erreger der Tuberkulose und schon sehr lange bekannt. Dennoch infiziert es etwa ein Drittel aller Menschen und ist für eine Million Todesfälle jährlich verantwortlich.
Mit dem Bakterium Heliobacter pylori ist etwa die Hälfte der Weltbevölkerung infiziert, es wurde erst im Jahr 2003 als Besiedler der Magenschleimhaut entdeckt, deren Infektionen zunächst relativ mild verlaufen, aber nach Jahrzehnten der Persistenz schließlich zu Magengeschwüren oder Magenkrebs führen können.
Durch eine enge Kooperation mit Unternehmen werden im Rahmen des PathoGenoMik-Netzwerks Strategien zur Bekämpfung bakterieller Infektionskrankheiten entwickelt. Die funktionelle Genomforschung legt dabei die Basis, um die Diagnose sowie die Typisierung von Infektionserregern erheblich zu verbessern. Im Fall des Tuberkuloseeregers sind auf der Basis der Genomsequenz beispielsweise DNA-Mikroarrays entstanden, mit denen ein Genomvergleich zwischen dem Tuberkulose-Erreger und anderen Mykobakterien durchgeführt werden konnte. Auf diese Weise haben die Wissenschaftler einzelne Gene identifiziert, die nur im Tuberkulose-Erreger vorkommen und seine besondere Gefährlichkeit ausmachen. Diese wiederum bieten nun eine gezielte Angriffsfläche für Diagnose- und Therapieverfahren.
Das Bakterium Heliobacter pylori hingegen wurde vor allem hinsichtlich seiner Geschichte unter die Lupe genommen, weil die heute vorkommenden Bakterien-Stämme alle die genetischen Spuren ihrer Vergangenheit in sich tragen. Gemeinsam mit Forschern aus den USA und Frankreich hat eine Arbeitsgruppe innerhalb des Netzwerks den Krankheitserreger in 27 Menschengruppen mit unterschiedlicher ethnischer und geografischer Herkunft untersucht. Die detaillierte Analyse des Erbguts ergab, dass sich die Bakterien sieben Gruppen und Untergruppen zuordnen lassen. Diese wiederum konnten auf vier Heliobacter-Populationen zurückgeführt werden, die aus Afrika, dem Nahen Osten sowie Zentral- und Ostasien stammen. Die heute in Europa anzutreffenden Heliobacter-Typen sind dabei offenbar das Ergebnis der Verschmelzung zweier Populationen aus dem Nahen Osten und Zentralasien. Diese Erkenntnisse sind für eine Behandlung extrem wichtig: Denn genetische Unterschiede können für eine unterschiedliche Aggressivität verantwortlich sein und die Effizienz von Antibiotika beeinflussen.
Nach den ersten zwei Förderphasen erfolgt nun eine Fortsetzung des Netzwerks im Rahmen der GenoMikPlus-Förderung. Hierbei soll die Umsetzung der Forschungsergebnisse in verbesserte Diagnose- und Behandlungmöglichkeiten von bakteriellen Erkrankungen forciert werden.
Koordination
Prof. Dr. Werner Goebel
Lehrstuhl für Mikrobiologie
Universität Würzburg
