Verbund

HECTOR

Die zunehmende Antibiotikaresistenz von Escherichia coli Stämmen scheint mit der verstärkten Verbreitung bestimmter Stämme einherzugehen. Um diese Beobachtung zu überprüfen, kombiniert das interdisziplinäre, methodenübergreifende Verbundprojekt HECTOR die Sequenzierung und Analyse der Genome einer Vielzahl antibiotika-resistenter E. coli Isolate mit der experimentellen Überprüfung ihrer Kolonisationseffizienz in einem Tiermodell der Infektion. Dabei sollen Sequenzdeterminanten, die sowohl plasmid- als auch chromosomal-kodiert vorliegen können, identifiziert werden, die für eine effiziente Kolonisierung des Wirtes verantwortlich sind. Diese Daten stellen dann die Basis eines mathematischen Modells dar, welches das Risikopotential eines beliebigen sequenzierten E. coli Stammes, eine Erkrankung auszulösen, bestimmen soll.

Teilprojekte

Identifizierung und Validierung genetischer Elemente der Wirtsspezifität und Resistenztransmission in E. coli und ihre Verwendung in einem in silico Modell zur Risikoabschätzung

Förderkennzeichen: 01KI1703A
Gesamte Fördersumme: 282.657 EUR
Förderzeitraum: 2017 - 2020
Projektleitung: Prof. Dr. Christian Menge
Adresse: Friedrich-Loeffler-Institut Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Institut für molekulare Pathogenese
Naumburger Str. 96 a
07743 Jena

Identifizierung und Validierung genetischer Elemente der Wirtsspezifität und Resistenztransmission in E. coli und ihre Verwendung in einem in silico Modell zur Risikoabschätzung

Das FLI validiert experimentell genomische Elemente, die in der bioinformatischen Analyse der gesammelten E. coli Isolate als mögliche Kandidatengene oder -gengruppen für die präferentielle Besiedlung eines Wirtes identifiziert worden waren. Die Überprüfung dieser Elemente, die chromosomal oder auf Resistenzplasmiden kodiert vorliegen können, erfolgt für verschiedene E. coli Stämme und Stamm/Plasmidkombinationen 1) in vitro, indem ihre Interaktion mit Zelllinien aus dem Darmepithel verschiedener Wirtsorganismen bestimmt wird und 2) in vivo in einem Tiermodell, bei dem Kompetitionsexperimente die Effizienz der Kolonisierung des Wirtes, und damit die Reservoirentstehung, sowie der Transfer von Resistenzen zwischen Bakterien und von Isolaten zwischen Wirtstieren untersucht wird. E. coli Stämme, Resistenzplasmide und genomische Elemente, deren Anwesenheit mit effizienter Besiedlung des Wirts und/oder effizientem Transfer von Resistenzen korreliert, werden in ein mathematisches Modell eingebracht, um das Gefährdungspotenzial von E. coli Stämmen bezüglich der Reservoirbildung im Wirt sowie der Verbreitung von Antibiotikaresistenzen zu bestimmen.

Der Einfluss von Wirtsspezifität von Escherichia coli auf Übertragung und Ausbreitung antimikrobieller Resistenzen

Förderkennzeichen: 01KI1703B
Gesamte Fördersumme: 276.688 EUR
Förderzeitraum: 2017 - 2020
Projektleitung: Torsten Semmler
Adresse: Robert Koch-Institut (RKI)
Nordufer 20
13353 Berlin

Der Einfluss von Wirtsspezifität von Escherichia coli auf Übertragung und Ausbreitung antimikrobieller Resistenzen

Das Projekt besteht aus den folgenden zwei Forschungsschwerpunkten: 1) Zusammenstellung und Genomsequenzierung einer repräsentativen Stammsammlung von kommensalen und pathogenen E.coli aus verschiedenen Wirten, sowohl animale, wie auch humane und aus verschiedenen geographischen Regionen. Diese Primärdaten zu den Stämmen werden zusammen mit den Genomsequenzen in einem zentralen DataWarehouse für das Konsortium zusammengeführt. 2) Umfassende bioinformatische Analyse der Genomsequenzen zur Identifizierung genomischer Elemente, die mit Wirtsspezifität assoziiert sind. Hierzu wird sowohl das Core-Genom, als auch das Accessory-Genom analysiert. Ebenfalls erfolgt die Charakterisierung der Resistenz-tragenden Plasmide.

Bedeutung der Wirtsrestriktion von Escherichia coli auf Übertragungsdynamik und Verbreitung von antimikrobiellen Resistenzen

Förderkennzeichen: 01KI1703C
Gesamte Fördersumme: 160.298 EUR
Förderzeitraum: 2018 - 2020
Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Schwarz
Adresse: Freie Universität Berlin, Fachbereich Veterinärmedizin, Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen
Robert-von-Ostertag-Str. 7-13
14163 Berlin

Bedeutung der Wirtsrestriktion von Escherichia coli auf Übertragungsdynamik und Verbreitung von antimikrobiellen Resistenzen

Die FU Berlin beschäftigt sich im Projekt HECTOR hauptsächlich mit der Identifizierung und Charakterisierung von Plasmiden bei Escherichia coli. Plasmide sind mobile genetische Elemente, die sich eigenständig vermehren und mitunter auch aus eigener Kraft in andere Bakterienzellen übertragen können. Im Mittelpunkt des Interesses im Projekt HECTOR stehen Plasmide, die Gene für Resistenzen gegenüber bestimmten, in Human- und/oder Veterinärmedizin wichtigen Antibiotika vermitteln, wie Penicillinen, Cephalosporinen und Monobaktamen, Carbapenemen und/oder Colistin. Die detaillierte Untersuchung der Plasmide zielt darauf ab, weitere auf diesen Plasmiden befindliche Gene zu identifizieren, die für die den plasmidtragenden E. coli-Isolaten von Vorteil sind, beispielsweise bei deren Verbreitung oder bei deren Anpassung an neue menschliche oder tierische Wirte.