Foschungsprojekt:
Molekulare Typisierung von Neuroborrelioseerregern
Kurzbeschreibung
Die molekulare Charakterisierung und Typisierung von bakteriellen Krankheitserregern ist eine entscheidende Voraussetzung um die Pathogeneseforschung voranzutreiben sowie diagnostische Methoden und Impfstoffentwicklung zu verbessern. In diesem Sinne fordert das European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) die Integration von molekularen Techniken als Werkzeug für epidemiologische Untersuchungen und Überwachung von Infektionskrankheiten als zukunftsweisendes Konzept. Neue Technologien haben in den vergangen Jahren die Möglichkeit geschaffen, schnell und kosteneffizient viele Genome von bakteriellen Krankheitserregern parallel zu sequenzieren. Die damit erhaltenen Daten, zahlreiche im Genom vorhandene Einzelbasenmutationen (single nucleotide polymoriphsms = SNPs), bieten eine unübertroffene Auflösung zur Klärung von Verwandtschaftverhältnissen innerhalb von bakteriellen Spezies, die für klinische und labor-diagnostische Zwecke sowie zur Impfstoffentwicklung und Pathogeneseforschung ausgenutzt werden kann.
Die Lyme Borreliose wird verursacht durch von Zecken übertragenen Bakterien. Die Bakterien bilden einen Spezieskomplex, der pathogene und nicht-pathogene Arten einschließt. Die Ursache der Pathogenität dieser Bakterien ist bisher völlig ungeklärt und ist Gegenstand intensiver internationaler Forschungsbemühungen. Eine der wichtigsten Fragen ist, ob es Assoziationen zwischen Krankheitsbildern und Spezies gibt. So waren bisher z.B. die in Europa häufig vorkommenden Arten Borrelia garinii und B. bavariensis mit Neuroborreliose assoziiert. Neue diagnostische Ergebnisse am LGL haben aber gezeigt, dass auch andere Spezies in Neuroborreliose Patienten gefunden werden. Es wäre daher dringend notwendig, eine vergleichende differenzielle Typisierung von Borrelia Spezies und Stämmen innerhalb von Spezies durchzuführen. D.h. Stämme aus Zecken (Umweltisolate), Stämme aus Patienten mit Hautsymptomen (Erythema migrans), und Stämme von Patienten mit Neuroborreliose mit modernen Methoden der Molekularbiologie zu typisieren. Das NRZ für Borrelien besitzt dafür eine der weltweit größten und am besten charakterisierten Stammsammlungen. Als Methode der Wahl bietet sich die Resequenzierung der Borreliengenome an, da dies eine unvergleichbare Auflösung auch innerhalb von Spezies bakterieller Krankheitserreger ermöglicht. Derartige Untersuchungen können als ‚cutting-edge’ Wissenschaft betrachtet werden und würden das NRZ für Borrelien (und damit das LGL) in die Spitze der derzeitigen Pathogeneseforschung im Falle von Borrelia burgdorferi bringen und würde die Grundlage für weiterführende Forschung sein.
Ziel des Projektes:
Vergleich von Zeckenisolaten, klinischen und nicht-klinischen Isolaten von B. garinii, B. bavariensis, B. afzelii, B. valaisiana mittels SNP Analyse
Laufzeit: Oktober bis Dezember 2012
Publikationen aus diesem Projekt
- Gatzmann F, Metzler D, Krebs S, Blum H, Sing A, Takano A, Kawabata H, Fingerle V, Margos G, Becker NS. NGS population genetics analyses reveal divergent evolution of a Lyme Borreliosis agent in Europe and Asia. Ticks Tick. Borne. Dis. 2015; 6: 344–51
- Becker NS, Margos G, Blum H, Krebs S, Graf A, Lane RS, Castillo-Ramirez S, Sing A, Fingerle V. Recurrent evolution of host and vector association in bacteria of the Borrelia burgdorferi sensu lato species complex. BMC Genomics; 2016;17:734
- Margos G, Sing A, Fingerle V. Published data do not support the notion that Borrelia valaisiana is human pathogenic. Infection. 2017;45(4):567-569
- Jungnick S, Margos G, Rieger M, Dzaferovic E, Bent SJ, Overzier E, Silaghi C, Walder G, Wex F, Koloczek J, Sing A, Fingerle V. Borrelia burgdorferi sensu stricto and Borrelia afzelii: Population structure and differential pathogenicity. Int J Med Microbiol. 2015;305(7):673-81.