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Forschung

Antigenicity and regulation of the Aspergillus fumigatus cell wall

A. fumigatus ist der bedeutendste human-pathogene Schimmelpilz, der schwere invasive Krankheitsbilder mit hoher Letalität hervorrufen kann.
Für pathogene Pilze stellt die Zellwand die vorderste Front beim invasiven Wachstum in das Gewebe des Wirts da. Das Gerüst aus Polysacchariden und Glykoproteinen muss dabei Widerstandsfähigkeit gegen Immunzellen, oxidativen Stress, pH-Wert-Schwankungen sowie osmotischen Druck erbringen und gleichzeitig flexibel und formbar genug sein, um der Zelle polares, gerichtetes Wachstum zu ermöglichen. Für diese Synthese- und Umbauprozesse benötigt es ein fein austariertes System der Regulierung sowie der Detektion von Stress. Zu den zentralen Signalwegen, über die Zellwandstress detektiert wird, zählen MAP-Kinase-Signalkaskaden wie der Cell wall integrity (CWI)- und der High osmolarity glycerol (HOG)-Pathway. Die Erforschung der einzelnen Komponenten sowie deren Zusammenspiel ist ein besonderer Schwerpunkt unserer Forschung.


Bestandteile der Zellwand führen durch ihre Antigenität zur Aktivierung der Immunantwort des Wirts. Bei A. fumigatus stehen hier vor allem die Polysaccharide beta-1,3-D-Glucan (BDG) und Galactomannan (GM). Dies wird auch im Rahmen der serologischen Diagnostik genutzt, die auf diesen beiden Antigenen beruht. Unsere Gruppe untersucht die Mechanismen und Auswirkungen der Interaktion zwischen humoraler sowie zellulärer Immunität und den Zellwandantigenen. Ein besonderes Interesse liegt dabei auf den Folgen, die diese Interaktion für die medizinische Diagnostik bei invasiver Aspergillose hat.

Mikrobiologisch-diagnostische Studien

Der Nachweis von Zellwandantigenen von A. fumigatus stellt eine zentrale Säule der mikrobiologischen Diagnostik bei invasiven Infektionen dar. Über die letzten Jahre konnte allerdings eine sinkende Zuverlässigkeit der Serologie beobachtet werden, die auf verschiedene epidemiologische Faktoren zurückzuführen ist, z.B. auf die hohe Inzidenz der invasiven Aspergillose bei schweren Covid-19-Verläufen oder auf den zunehmenden prophylaktischen Einsatz von Antimykotika in der Hochrisikopopulation (Knochenmarktransplantation).
Unsere Arbeitsgruppe untersucht den Einsatz und den Nutzen verschiedener Antigen-Tests, aber auch molekularer Methoden im Rahmen der Diagnostik der invasiven Aspergillose, aber auch weiterer Pilzinfektionen wie z.B. der Blutstrominfektion mit Candida, der Pneumocystis jirovecii-Pneumonie, der Geotrichose, der Kryptokokken-Meningitis, …
Weiterhin werden Studien zur Evaluation neuer mikrobiologischer und virologischer Diagnostika durchgeführt. Dies umfasst sowohl serologische als auch molekularbiologische Methoden (Multiplex-PCRs).