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Lead
Forschungsergebnisse der letzten Jahre haben eindrucksvoll gezeigt, dass Bakterien in der Natur überwiegend als sessile, oberflächen-assoziierte Lebensgemeinschaften, sogenannten Biofilmen, existieren. Auch im medizinischen Bereich finden Biofilme zunehmend Beachtung, da man mittlerweile weiss, dass viele persistente und chronische bakterielle Infektionen eng mit der Ausbildung von Biofilmen verknüpft sind. Die Tatsache, dass die Biofilm-Bakterien im Vergleich zu planktonischen Zellen eine bis zu 1000-fach höhere Resistenz gegenüber Antibiotika verleiht und sie zudem besser vor der Immunabwehr des Wirtes schützt, macht diese Form bakterieller Infektionen besonders problematisch. Viele Bakterien verfügen über Zell-Zell-Kommunikationssysteme, die häufig nicht nur die Expression von Virulenzfaktoren sondern auch die Ausbildung von Biofilmen steuern. In welcher Weise diese Kommunikationssysteme die Biofilmbildung beeinflussen ist jedoch wenig untersucht.
Lay summary
Im Rahmen des Forschungsprojektes soll die Rolle bakterieller Kommunikation für die Biosynthese von extrazellulärer polymerer Substanzen (EPS), die eine Matrix bilden, in der die Biofilm-Bakterien vollständig eingebettet sind. Diese EPS-Schicht gewährt den Zellen einen vermehrten Schutz gegenüber der Immunantwort des Wirts und ist zum Teil auch für die erhöhte Resistenz gegenüber Antibiotika und Bioziden verantwortlich. Mit Hilfe verschiedener molekularer und mikroskopischer Techniken soll die temporäre und räumliche Biosynthesis von Matrix-Komponenten untersucht werden. Zudem soll aufgeklärt werden, unter welchen Bedingungen bakterielle Kommunikation zwischen benachbarten Zellen erfolgt und wann Zellen Eigengespräche führen, sich also selbst induzieren und damit egoistisches Verhalten regulieren. Ein vertieftes Verständnis dieser grundlegenden Fragen der Biofilmbildung könnte die Entwicklung neuer terapeutischer Ansätze zur Bekämpfung und Vermeidung von Biofilminfektionen massgeblich beschleunigen.