Glykobiologie einer neuen Tannerella Spezies

Periodontitis ist eine weltweit auftretende Entzündungserkrankung des Zahnhalteapparats, an der das pathogene Bakterium Tannerella forsythia maßgeblich beteiligt ist; es ist Teil eines oralen Biofilms, der als Zahnplaque bekannt ist. Unsere Forschung zeigte, dass das Bakterium seine Oberflächenproteine mit einer einzigartigen Glykosylierung modifiziert, welche die Wechselwirkungen des Pathogens mit den anderen Biofilmbakterien sowie mit den Zellen des humanen Wirts durch vielfältige glykobiologische und glykoimmunologische Reaktionen bestimmt; dabei dürfte eine spezielle Zuckersäure (Nonulosonsäure) entscheidend sein. Ein Vergleich aller öffentlich zugänglichen Genomsequenzen von Periodontitis-assoziierten T. forsythia Stämmen zeigte das Vorhandensein eines konservierten Genclusters für die Proteinglykosylierung. Hingegen besitzt die Tannerella Spezies BU063, die nicht mit Periodontitis im Zusammenhang steht, aber phylogenetisch der nächste Verwandte zu T. forsythia ist, einen anderen Glykosylierungs-Gencluster, in dem zudem die Information für die Zuckersäure fehlt. Unsere Hypothese besagt, dass das unterschiedliches Glykom von Tannerella BU063 sich auf die Pathogenese von Periodontitis auswirkt und somit eine neuartige Basis darstellt, um die Entwicklung von Genomen und die Wechselwirkungsmechanismen zwischen nahe verwandten Bakterien von unterschiedlicher Pathogenität zu erforschen. Erste Daten indizieren Unterschiede in der Zelloberflächenglykosylierung und Immunogenität der Tannerella Spezies BU063 im Vergleich zum Pathogen T. forsythia. Unsere neu etablierten Protokolle für die Kultivierung und genetische Manipulation von BU063 machen detaillierte glykobiologische Untersuchungen möglich. Es soll die Glykoinfrastruktur der Zellwand der Tannerella Spezies BU063 bestimmt und Auswirkungen auf die Biofilmbildung und die Wechselwirkung mit dem Wirt untersucht werden. Verwendete Methoden inkludieren anaerobe Kultivierung, Massenspektrometrie (MS) und magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) für Glykanstruktur-Analysen, Glykoproteomics, genetische Manipulation, Immunologie, Biofilmtechniken und Mikroskopie. Dieses Projekt generiert Informationen zu Glykobiologie einer neuen oralen Tannerella Spezies und zielt darauf ab, durch Glykobiologie vermittelte Mechanismen aufzuzeigen, die die Assoziation dieser Spezies mit oraler Gesundheit zu erklären. Durch den Vergleich mit dem Pathogen Tannerella forsythia kann dieses Projekt neue Einblicke in die Pathogenese von Periodontitis ermöglichen und dadurch neue Wege für Therapie und Prophylaxe aufzeigen. Außerdem erweitert das Projekt das Wissen über das Phylum Bacteroidetes, zudem nicht nur orale Bakterien, sondern auch Darmbakterien zählen. Dieses Projekt ist eine Kooperation zwischen Christina Schäffer (Antragstellerin; Mikrobiologie, Glykobiologie, Biofilm, Mikroskopie), Friedrich Altmann (MS), Markus Blaukopf (NMR), alle Universität für Bodenkultur, Wien, Österreich, Oleh Andrukhov (Immunologie; Medizinische Universität Wien, Österreich) und Georgios N. Belibasakis (Immunologie; Karolinska Institut, Huddinge, Schweden).