"Kunstig" hud forklarer infeksjoner

Modellsystem tillater sporing av patogeninvasjoner

Infeksjon av rekonstituert hud med Candida albicans Fraunhofer IGB
lese høyt

Fraunhofer-forskere har utviklet en infeksjonsmodell for laboratoriet fra menneskelige hudceller, som risikoen for infeksjon av soppen Candida albicans kan undersøkes. Men denne "kunstige" huden skal
brukes også i andre patogener som bakterier, virus eller parasitter.

Strategier mot Candida albicans

En av de vanligste smittsomme bakteriene er soppen Candida albicans, som også er farlig for mennesker. Han er allerede motstandsdyktig mot mange medisiner som brukes, slik at det forskes på nye medisiner mot soppinfeksjoner over hele verden. Forskergruppen "Genomics - Proteomics - Screening" ledet av Steffen Rupp ved Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB baner vei for å finne og identifisere proteiner som er ansvarlige for infeksjonsevnen - virulensen - til soppen. Ved å bruke forskjellige strategier har forskerne funnet flere proteiner som bare forekommer i den patogene formen av Candida albicans. For å teste rollen til disse proteinene i infeksjonen genereres deletjonsmutanter ved å fjerne genet for det tvilsomme proteinet.

De resulterende stammene, som mangler nøyaktig ett protein, kan testes i studier med mus for deres virulens. Imidlertid er en ulempe at mus i naturen ikke påvirkes av Candida-celler, og det er uklart i hvilken grad resultatene kan overføres til mennesker. I samarbeid med Department of Cell Systems utviklet forskere derfor et modellsystem av menneskets hud som gjør det mulig å spore og undersøke smittsomme patogener.

Modell av dermale fibroblaster

Modellen består av dermale fibroblaster, som - innebygd i en biomatrise av vevsspesifikke matriksproteiner - danner grunnlaget for keratinocyttene som er sådd på dem. Etter flere ukers kultur, differensierer keratinocyttene seg til en flerlags epidermis med terminalt kåt lag (stratum corneum). Modellen har organspesifikke egenskaper og er egnet for forskning på sykdommer forårsaket av mikroorganismer som sopp og bakterier og til og med virus og parasitter. Et modellsystem av den menneskelige tykktarmen, bestående av humane, ondartede enterocytter og fibroblaster, er allerede utviklet av forskerne.

Mens hudmodellen er bedre egnet for invasive studier, kan tarmmodellen brukes til å undersøke vedheftingsprosesser spesielt. "Ved å bruke disse in vitro-analysene har vi identifisert proteiner som er nødvendige for hyferdannelsen av Candida albicans og infeksjonen i vevet, " sier forsker Rupp. Hyferene lar soppen vandre inn i organer og flykte fra immunceller. "Proteinene som er involvert i dannelsen av hyfer er essensielle for patogeniteten til soppen og dermed ideelle målmolekyler for medisineblokkering, " sier Rupp. utstilling

Forskere bestemmer rollen til individuelle proteiner i infeksjon In vitro-modellene gir innsikt i viktige mekanismer for virulens som er vanskelige å oppnå i dyreforsøk: dermed kan tilknytningen av patogenene til vertscellene og den påfølgende patogenesen oppnås Invending av invasjon eller penetrering av celler spores nøye - dvs. rollen til individuelle proteiner i infeksjonen kan bestemmes. "Modellene utfyller dyreforsøk eller er med på å unngå dem. I tillegg kan de også brukes til funn av medikamenter, sier Hans-Georg Eckert, leder for avdelingen "Cell Systems". For tiden utvikler forskerne en hudmodell for kreftforskning. For eksempel kan påvirkning av vekstfaktorer på den invasive oppførselen til hudsvulster eller effekten av potensiell tumorterapeutikk undersøkes.

(idw - Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB, 15.03.2004 - DLO)