Forschung

Pharmazeutische Mikrobiologie

  • Mikrobielle Genomik von multiresistenten Pathogenen im One Health Kontext
  • Detaillierte Charakterisierung von ESBL-produzierenden Escherichia coli aus Mensch, Tier und Umwelt in Afrika
  • Untersuchung von Fleisch, Kot- und Wasserproben auf multiresistente Keime
  • Mikroevolution und Transmission von multiresistenten Keimen
  • Nicht-Resistenzfaktoren von multiresistenten Erregern wie Biofilmbildung, Motilität, bakterielle Fitness und Tenazität und ihre Beeinflussbarkeit durch Pharmaka
  • Untersuchung von Wildvögeln auf ESBL-produzierende Enterobacteriaceae

Bei Interesse bitte melden:

katharina.schaufleruni-greifswaldde
Telefon +49 3834 420 4869

Aktuelle Projekte

DISPATch_MRGN - Die Entwaffnung von Pathogenen als alternative Strategie zur Bekämpfung von antibiotikaresistenten gramnegativen Keimen

Förderer: BMBF
Förderkennzeichen: 01KI2015
Fördersumme: 2.047.641,53 €
Laufzeit: November 2020 – Oktober 2025

 

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist, Erfolgsmerkmale von pandemischen, antibiotikaresistenten Escherichia coli- und Klebsiella pneumoniae-Bakterien zu identifizieren und im Detail zu untersuchen, um innovative Anti-Infektiva-Strategien zu entwickeln.
Durch die Anwendung eines breiten Spektrums an Methoden, welches die Bioinformatik, Mikrobiologie und pharmazeutische Biologie umfasst, planen wir, unsere Grundlagenforschung direkt in die Anwendung zu übertragen. In Zusammenarbeit mit internen und externen Expert*innen aus den genannten Gebieten und der Industrie erwarten wir, bakterielle Zielstrukturen für alternative Anti-Infektiva zu identifizieren und geeignete Wirkstoffe zu finden. Mit diesem Ansatz sollen infektiöse, Gram-negative Pathogene entwaffnet und schlußendlich gezielt bekämpft werden. Diese Keime stellen derzeit und zukünftig eine der größten Herausforderungen an das globale Gesundheitssystem dar.

KEAnI - Komplettsystem zur schnellen Erstellung eines Antibiogramms bei nosokomialen Infektionen

Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung einer Blutkulturmethode im Mikrofluidikmaßstab

Förderer: BMBF
Förderkennzeichen: 13GW0424B
Fördersumme: 406.000 €
Laufzeit: Januar 2020 – Dezember 2022

 

Bakterielle Infektionserreger, die eine Sepsis auslösen, müssen in kürzester Zeit diagnostiziert, definiert und therapiert werden. Der Therapieerfolg hängt maßgeblich von der Schnelligkeit der Diagnostik ab. Das Projekt KEAnI beschäftigt sich mit der Entwicklung und Etablierung einer Technologie zur schnellen Erstellung eines Antibiogramms bei nosokomialen Infektionen. Im Verbund mit zwei KMUs (MEDIPAN GmbH und GA Generic Assays GmbH), dem Universitätsklinikum Greifswald und der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg soll in diesem Projekt ein Antibiotikaresistenz-Schnelltest für Sepsis-Patienten entwickelt werden. Damit erfolgt der direkte Transfer von Forschungserkenntnissen in die therapeutische und wirtschaftliche Verwertung und Anwendung am Patienten.

Subclinical bovine mastitis: Significance of the teat canal microbiome and its interrelation with constituents of the human microbiota (NO-MASTITIS)

Kooperationspartner: HZI Braunschweig, Universitätsmedizin Greifswald, FLI Riems

Förderer: HZI Fonds
Fördersumme: 15.000 €
Laufzeit: Januar 2021 – Dezember 2021

 

Bovine subclinical mastitis is the most frequent disease of dairy cows and associated with high economic losses, however, its pathogenesis is not sufficiently understood. Breaching the mammary epithelium in the teat canal (TC) by pathogenic microorganisms followed by intra-mammary infection is the main cause of mastitis. Yet, this is physiologically prevented by a diverse range of TC-colonizing commensal bacteria allowing to resist colonization by pathogens. However, we hypothesize that routine contacts with human microbiota during milking processes may lead to dysbiosis that negatively affect the protecting TC ecosystem. Moreover, antibiotic treatment, disinfection and feed supplements favor co-selection of antibiotic-, biocide- and heavy metal-resistant strains, which may serve as hidden reservoir for (multi-) drug resistant organisms (MDROs). Fitting into the one-health-concept, we will extensively analyze the TC microbiota of healthy and diseased dairy cows by culturomic and genomic approaches to clarify the SM pathogenesis and to analyze the spread of antibiotic-, metal-, and biocide resistances in dairy farming. This pilot project will provide the basis for mastitis prevention and future comparative investigations on the TC microbiota under different husbandry and hygienic conditions and on its interaction with the barn and pasture environment.

Reduction of environmental pollution by antibiotic-resistant bacteria via gut decolonization of animals and humans using combined pre- and probiotic interventions (PreProBiotics)

Kooperationspartner: HZI Braunschweig, Universitätsmedizin Greifswald, FLI Riems

Förderer: HZI Fonds
Fördersumme: 83.338 €
Laufzeit: Dezember 2020 – November 2021

 

Multi-drug-resistant pathogens (MDR) have been identified as an increasing threat to humans and animals worldwide. Besides the identification and development of new antibiotic compounds, the exploration of alternative strategies not requiring the use of antibiotics gains considerable importance. Among these potential alternatives, microbiota-based decolonization approaches have delivered promising preliminary results. However, decolonization of Gram-positive MDR bacteria is seemingly easier to achieve than decolonization of multi-drug-resistant Gram-negatives. Also promising are specific natural compounds possibly exhibiting significant antibacterial activity such as polyphenols and tannins. The combination of these plant-based compounds with probiotic bacterial species could help to decolonize the gut of animals with MDR pathogens and facilitate the reestablishment of colonization resistance. We aim to identify microbiota consortia that successfully compete with MDR bacteria in the gut lumen and plant compounds that elicit bactericidal activity against MDR pathogens and thus, in combination, enable decolonization of these pathogens. Using stool samples of wild and matching farm animals (e.g wild duck vs. brood duck; ruminants vs. dairy cattle; wild boar vs. fattening pig) we first aim to assess the level of colonization resistance (CR) against MDR pathogens by spiking stool samples with marked MDR bacteria such as ESBL-producing E. coli, carbapenem-resistant K. pneumoniae and MRSA and screen the proportion of MDR bacteria by selective plating of stool samples on antibiotic plates. In parallel, stool samples of the same animals will be spiked with both bioactive plant-based natural compounds (phenols and tannins) and assessed for their levels of CR using the same in vitro stool assays. Second, we aim to isolate specific competing probiotic strains from "MDR-clearing" samples, and third, evaluate these new therapeutics to decolonize the gut of MDR carrying farm animals including in-depth whole-genome sequence and initial mode-of-action analysis of selected bacterial strains.

SORMAS goes One Health: Water-based Outbreak Prediction in Peri-Urban Africa (SORMAS-WOPPA)

Kooperationspartner: HZI Braunschweig, FLI Riems, Afrika

Förderer: HZI Fonds
Fördersumme: 33.500 €
Laufzeit: Dezember 2020 – November 2021

 

The One Health approach is highly relevant for solving challenges in the different disciplines of human- and animal health. Multiple countries use the Surveillance Outbreak Response Management and Analysis System (SORMAS) successfully for the surveillance of human pathogens. SORMAS is a mobile eHealth system that organizes and facilitates disease control and outbreak management in addition to disease surveillance and epidemiological analysis. Yet, current infectious disease surveillance systems generally employ strategies to monitor communicable diseases at a time point when they already occur in a given population and management is applied to fight the emerging outbreak. It would strengthen SORMAS further to include One Health aspects and to target microorganisms that have the potential to impact human and animal health at the source of infection before a disease establishes. While environmental water samples have already been used to monitor biodiversity as well as terrestrial and aquatic pathogens, data are rarely linked to veterinary and public health surveillance systems. Water samples provide an easy-to-handle matrix for laboratory analyses, they accumulate microbes that circulate at the human-domestic livestock-wildlife interface often before disease outbreaks are reported and combine early detection with reliable and standardized laboratory-based investigations. Even the resistome can be monitored. Since all microorganisms share the presence of nucleic acids, it is obvious that the application of high-throughput sequencing methods provides new and promising avenues for public and veterinary health monitoring. While metagenomics from environmental DNA (eDNA) do not provide information about disease progression or biological relevance, they offer an unbiased and comprehensive insight into the diversity of microbes in a given ecosystem. An automated monitoring and subsequent management of water sources in peri-urban Africa would tackle diseases before they manifest in humans or animals. In this study, we aim for the conceptualisation of the incorporation of environmental signals into SORMAS. Since the software has already been integrated into the national public health surveillance system in Ghana, we team up with our long-term collaborator at the Kumasi Centre of Collaborative Research in Tropical Medicine (KCCR) at the Kwame Nkrumah University of Science and Technology (KNUST), Dr. A. Sylverken. Our objectives are a) the conceptualization of the incorporation of environmental signals into SORMAS serving public and veterinary health outbreak prevention and b) establishing baseline data and novel insights into the depth of microbial diversity and candidate pathogens for epidemics in peri-urban Africa with the goal to use those data for consequent surveillance of water sources.

IFZO Fragmentierte Transformationen - Nachhaltigkeit im Ostseeraum: Das Ökosystem Ostsee als Nukleus einer regional integrierenden Nachhaltigkeitstransformation?

Antibiotika und resistente Keime in der Ostsee

Förderer: BMBF
Fördersumme: 264.655 €
Laufzeit: Juni 2021 – Mai 2026

 

Das IFZO-Teilprojekt zu Stoffeinträgen in die Ostsee und der Verbreitung von antibiotikaresistenten E. coli verfolgt das Ziel, die wissenschaftliche Basis der Nachhaltigkeitstransformation im Ostseeraum in einem bisher noch nicht umfassend untersuchten Bereich zu erweitern. Ergänzend zur Erforschung des Wandels von Verhaltensweisen im Kontext des Baltic-Sea-Literacy-Konzeptes müssen notwendige Erkenntnislücken geschlossen werden, um entsprechendes Verhalten zu ermöglichen. In enger Zusammenarbeit mit der Universitätsmedizin Greifswald und dem Friedrich-Loeffler-Institut auf der Insel Riems werden hier gemäß des One-Health-Ansatzes Antibiotikarückstände und das Vorhandensein und Wirken antibiotikaresistenter Keime (ESBL-produzierende E. coli) entlang der Route aus der Klinik über das Klärwerk in die Ostsee untersucht. Eine Wissensverdichtung in diesem Forschungsfeld dient auch als wichtiger Baustein zur Transformation des Ostseeraums zu einer nachhaltigen Region.