Das multiresistente Bakterium Klebsiella pneumoniae ist ein kritisch aufkommender Erreger, der die Behandlung im klinischen Umfeld erschwert. Der Grund dafür ist seine umfassende Resistenz gegen Antibiotika und spezifische biologische Eigenschaften, einschließlich einer Schutzkapsel, die es für das menschliche Immunsystem unempfindlich macht. Bakterielle Viren, auch (Bakterio-)Phagen genannt, sind die natürlichen Feinde der Bakterien, und die bisherige Forschung hat Phagen identifiziert, die diese Schutzbarriere überwinden und diese Bakterien für eine Immunreaktion sowie für eine Antibiotikabehandlung resensibilisieren. In diesem Projekt wird das Konzept der "K-Sensibilisierung" angewendet, bei dem diese Phagen und ihre Enzyme (Kapseldepolymerasen) eingesetzt werden, um die Schutzkapseln von verbreiteten K.-pneumoniae-Stämmen zu entfernen, und einen Konzeptnachweis dafür erbringen, wie Phagen/Depolymerasen synergistisch auf die Antibiotikabehandlung wirken. Neben der Entwicklung eines Protokolls für eine Phagentherapie gegen diese eingekapselten Erreger werden die in menschlichen und tierischen Reservoirs sowie in Umweltökosystemen zirkulierenden K. pneumoniae umfassend analysiert. Dies wiederum wird zur Einrichtung maßgeschneiderter Phagenbanken und zugehöriger Diagnoseinstrumente führen, die durch Computermodelle unterstützt werden, um rational konzipierte Phagentherapie-Cocktails für Antibiotika/Phagen/Enzym-Kombinationsbehandlungen zu gewährleisten. Auf diese Weise will das KLEOPATRA-Konsortium dazu beitragen, die Behandlung dieses kritischen Erregers der WHO-Prioritätsstufe 1 im Rahmen von "One Health" zu verbessern.

Klebsiella pneumoniae ist ein kritisch aufkommender Krankheitserreger, der die Behandlung im klinischen Umfeld erschwert. Grund dafür sind seine umfassende Resistenz gegen Antibiotika und spezifische biologische Eigenschaften (u. a. seine Kapsel), die ihn vor dem Immunsystems und Umwelteinflüssen schützen. Das Konsortium besteht aus einem multidisziplinären Team von Klinikern, Mikrobiologen und Bioinformatikern und konzentriert sich auf die Verwendung von Phagen und ihren Komponenten (Kapseldepolymerasen, CD) als nachhaltige Kombinationen mit Antibiotika (AB). Als natürliche Viren von Bakterien erkennen einige Phagen das spezifische Kapsel (K)-Antigen als Rezeptor für die Infektion. Daher wird das Konzept der K-Sensibilisierung untersucht, bei dem kapselspezifische (CS) Phagen und ihre CD eingesetzt werden, um die Kapsel zu überwinden. Dadurch werden die Bakterien 1) gegenüber der AB-Behandlung resensibilisiert, 2) für das Abwehrsystem des Wirts sensibilisiert und 3) anfällig für kapselunabhängige (CI) Phagen, die Rezeptoren unter der Kapselschicht erkennen. Das geplante präklinische Konzept der K-Sensibilisierung zielt darauf ab, ein synergistisches Phagentherapie/Antibiotika-Behandlungsprotokoll gegen eingekapselte Krankheitserreger zu entwickeln, dass die Vielfalt des kommensalen Mikrobioms erhält. Der Ansatz wird durch eine Analyse des Umweltgenotyps von verbreiteten klinischen und Umweltisolaten unterstützt. Die Entwicklung von AB/Phage/CD-Cocktails wird durch maßgeschneiderte diagnostische Tools, ein einzigartiges Phagenproduktionsverfahren mit speziellen Phagenbanken sowie durch datengestützte mathematische Modelle für optimale Synergieeffekte vorangetrieben. Neben der Entwicklung eines Protokolls für eine angepasste Phagentherapie gegen diese eingekapselten Erreger werden die in menschlichen und tierischen Reservoiren sowie in Umweltökosystemen zirkulierenden K. pneumoniae umfassend analysiert ("One Health").

Das multiresistente Bakterium Klebsiella pneumoniae ist ein kritisch aufkommender Erreger, der die Behandlung im klinischen Umfeld erschwert. Der Grund dafür ist seine umfassende Resistenz gegen Antibiotika und seine spezifischen biologischen Eigenschaften, einschließlich einer Schutzkapsel, die ihn für das Immunsystem des Wirts unempfindlich macht. Bakterielle Viren, auch (Bakterio-)Phagen genannt, sind natürliche Feinde von Bakterien. Die bisherige Forschung hat Phagen identifiziert, die die Kapselbarriere durch spezifische Enzyme überwinden und Bakterien für das angeborene Immunsystem als auch für die Behandlung mit Antibiotika resensibilisieren. In diesem Vorhaben wird das Konzept der "K-Sensibilisierung" vorgestellt, bei dem diese Phagen und ihre Enzyme (Kapseldepolymerasen) eingesetzt werden, um die Schutzkapseln von weit verbreiteten K.-pneumoniae-Stämmen zu entfernen, und es wird ein Konzeptnachweis für die synergistische Wirkung von Phagen/Depolymerasen auf die antibiotische Behandlung geliefert. Neben der Entwicklung eines Protokolls für die Phagentherapie gegen diese eingekapselten Krankheitserreger werden die in menschlichen und tierischen Reservoiren sowie in Umweltökosystemen zirkulierenden K. pneumoniae umfassend analysiert. Dies wiederum wird zur Einrichtung maßgeschneiderter Phagenbanken und zugehöriger Diagnoseinstrumente führen, die durch Computermodelle unterstützt werden, um rational konzipierte Phagentherapie-Cocktails zu gewährleisten für Kombinationsbehandlungen von Antibiotika/Phagen/Enzymen. In diesem Konsortium wird die Aufgabe übernommen, eine azelluläre Methode für die verschiedenen Phagen des Konsortiums einzuführen, um sie unabhängig von ihrem Wirtsbakterium zu produzieren. Diese in vitro-Synthesemethode ermöglicht die Herstellung der Phagen in hoher Reinheit und Konzentration.