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Wirtsreaktionen auf bakterielle porenbildende Toxine (PFT) (Husmann Labor)

Aktuelle Forschung

Ziel unserer Gruppe ist die Charakterisierung von Wirtsreaktionen auf bakterielle porenbildende Toxine (PFT: pore forming toxins). Diese Proteine können die Zielzellen abtöten, die Wirtsabwehr schwächen und somit den Bakterien den Zugang zu sterilem Gewebe, intrazellulären Kompartimenten und Nährstoffen ermöglichen. Der Hauptschwerpunkt unserer Arbeit liegt darin die Funktion oder den Ausfall der zellautonomen Abwehr gegen die PFTs zu untersuchen. Wir gehen davon aus, dass diese Prozesse entscheidend für die Aufrechterhaltung der epithelialen und endothelialen Barrierefunktionen sind. Folglich betrachten wir sie als einen wichtigen Aspekt der angeborenen Immunität gegen Bakterien. Unsere Arbeitsgruppe hat Mechanismen identifiziert, die es Säugetierzellen ermöglichen, sich von einer Perforation ihrer Membran zu erholen oder a priori zelluläre Toleranz gegenüber den PFTs zu verleihen. Die endozytotische Entfernung von Membranläsionen, Autophagie und metabolische Homöostase erweisen sich als Hauptstützen der Abwehr. Die vom Ca2+-Zufluss abhängige Membranreparatur, der gängige Mechanismus, der für die Wiederversiegelung gerissener Membranen verantwortlich ist, schützt die Zellen auch vor großen porenbildenden Toxinen wie Streptolysin O. Im Gegensatz dazu verhindern das S. aureus a-Toxin, das die kleinen b-Poren-bildet, oder das Vibrio cholerae Cytolysin diesen Prozess. Während das S. aureus a-Toxin einen alternativen, vom Ca2+-Zufluss unabhängigen, MAPK-abhängigen Rettungspfad auslöst, scheint Vibrio cholerae Cytolysin einen anhaltenden Schaden zu verursachen. Da Effizienz, Kinetik und Reparaturmodus von den PFTs abhängen, möchten wir neue Mitglieder dieser Toxin-Familie erforschen. Neu hinzugekommen ist das kleine b-PFT von P. damselae subsp. damselae, ein neu auftretendes marines Pathogen, das beim Menschen hyperaggressive Weichteilinfektionen verursacht. Die spezifischen Merkmale verschiedener PFTs sollen uns helfen, verschiedene Aspekte der zellautonomen Abwehr aufzuklären; eine Reihe von technischen Ansätzen wird hierzu angewandt. Demzufolge möchten wir die Funktion bakterieller porenbildender Toxine und die Mechanismen besser verstehen, die dem Wirt Toleranz gegenüber diesen reichlich vorhandenen Virulenzfaktoren vermitteln. Diese Erkenntnisse können letztlich dazu beitragen, Strategien zur Kontrolle von Infektionskrankheiten und Autoimmunerkrankungen zu entwickeln.

 

 

Mitarbeiter

Univ.-Prof. Dr. med. Husmann
Univ.-Prof. Dr. med. Matthias Husmann
Function: Principal Investigator

06131 17-9363
06131 17-9234
husmann@uni-mainz.de

Hamm
Christian Hamm
Function: Ph.D. Student

17-9364
17-9234
christian.hamm@unimedizin-mainz.de

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Stefan Klein
Function: Medical Doctoral Student

17-9124
17-9234
stklein@students.uni-mainz.de

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Ellen Medlock
Medical Doctoral Student

06131 17-9098
06131 17-9234
medlockellen@gmail.com

Meyenburg
Martina Meyenburg
Function: Medical Technician

06131 17-9098
06131 17-9021
meyenbur@uni-mainz.de

Neukirch
Claudia Neukirch
Function: Medical Technician

06131 17-9124
06131 17-9021
neukircc@uni-mainz.de

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Qianqian Qin
Function: Ph.D. Student

17-9124
17-9234
qianqqin@uni-mainz.de

Dr. rer. nat von Hoven
Dr. rer. nat Gisela von Hoven
Function: Postdoc

17-9124
17-9234
vonhoven@uni-mainz.de

Publikationen

2019

von Hoven, G., and M. Husmann. 2019. Staphylococcus aureus alpha-Toxin's Close Contacts Ensure the Kill. Trends Microbiol 27:89-90.

von Hoven, G., Q. Qin, C. Neukirch, M. Husmann, and N. Hellmann. 2019. Staphylococcus aureus alpha-toxin: small pore, large consequences. Biol Chem 400:1261-1276.

von Hoven, G., A.J. Rivas, and M. Husmann. 2019. Phobalysin: Fisheye View of Membrane Perforation, Repair, Chemotaxis and Adhesion. Toxins (Basel) 11:

 

2018

von Hoven, G., C. Neukirch, M. Meyenburg, S. Schmidt, A. Vences, C.R. Osorio, M. Husmann, and A.J. Rivas. 2018. Cytotoxin- and Chemotaxis-Genes Cooperate to Promote Adhesion of Photobacterium damselae subsp. damselae. Front Microbiol 9:2996.

 

2017

Schwiering, M., M. Husmann, and N. Hellmann. 2017. P2X-Receptor Antagonists Inhibit the Interaction of S. aureus Hemolysin A with Membranes. Toxins (Basel) 9:

Vences, A., A.J. Rivas, M.L. Lemos, M. Husmann, and C.R. Osorio. 2017. Chromosome-Encoded Hemolysin, Phospholipase, and Collagenase in Plasmidless Isolates of Photobacterium damselae subsp. damselae Contribute to Virulence for Fish. Appl Environ Microbiol 83:

von Hoven, G., A.J. Rivas, C. Neukirch, M. Meyenburg, Q. Qin, S. Parekh, N. Hellmann, and M. Husmann. 2017. Repair of a Bacterial Small beta-Barrel Toxin Pore Depends on Channel Width. mBio 8:

 

2016

von Hoven, G., A.J. Rivas, C. Neukirch, S. Klein, C. Hamm, Q. Qin, M. Meyenburg, S. Fuser, P. Saftig, N. Hellmann, R. Postina, and M. Husmann. 2016. Dissecting the role of ADAM10 as a mediator of Staphylococcus aureus alpha-toxin action. Biochem J 473:1929-1940.

 

2015

Rivas, A.J., A. Vences, M. Husmann, M.L. Lemos, and C.R. Osorio. 2015. Photobacterium damselae subsp. damselae major virulence factors Dly, plasmid-encoded HlyA, and chromosome-encoded HlyA are secreted via the type II secretion system. Infect Immun 83:1246-1256.

Rivas, A.J., G. von Hoven, C. Neukirch, M. Meyenburg, Q. Qin, S. Fuser, K. Boller, M.L. Lemos, C.R. Osorio, and M. Husmann. 2015. Phobalysin, a Small beta-Pore-Forming Toxin of Photobacterium damselae subsp. damselae. Infect Immun 83:4335-4348.

von Hoven, G., C. Neukirch, M. Meyenburg, S. Fuser, M.B. Petrivna, A.J. Rivas, A. Ryazanov, R.J. Kaufman, R.V. Aroian, and M. Husmann. 2015. eIF2alpha Confers Cellular Tolerance to S. aureus alpha-Toxin. Front Immunol 6:383.

 

2013

Husmann, M. 2013. Vital dyes and virtual deaths. Cell Death Differ 20:963.

 

2012

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Kloft, N., C. Neukirch, G. von Hoven, W. Bobkiewicz, S. Weis, K. Boller, and M. Husmann. 2012. A subunit of eukaryotic translation initiation factor 2alpha-phosphatase (CreP/PPP1R15B) regulates membrane traffic. J Biol Chem 287:35299-35317.

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2011

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Reiss, K., I. Cornelsen, M. Husmann, G. Gimpl, and S. Bhakdi. 2011. Unsaturated fatty acids drive disintegrin and metalloproteinase (ADAM)-dependent cell adhesion, proliferation, and migration by modulating membrane fluidity. J Biol Chem 286:26931-26942.

 

2010

Kloft, N., C. Neukirch, W. Bobkiewicz, G. Veerachato, T. Busch, G. von Hoven, K. Boller, and M. Husmann. 2010. Pro-autophagic signal induction by bacterial pore-forming toxins. Med Microbiol Immunol 199:299-309.

 

2009

Husmann, M., E. Beckmann, K. Boller, N. Kloft, S. Tenzer, W. Bobkiewicz, C. Neukirch, H. Bayley, and S. Bhakdi. 2009. Elimination of a bacterial pore-forming toxin by sequential endocytosis and exocytosis. FEBS Lett 583:337-344.

Kloft, N., T. Busch, C. Neukirch, S. Weis, F. Boukhallouk, W. Bobkiewicz, I. Cibis, S. Bhakdi, and M. Husmann. 2009. Pore-forming toxins activate MAPK p38 by causing loss of cellular potassium. Biochem Biophys Res Commun 385:503-506.

Lux, C.A., A. Koschinski, K. Dersch, M. Husmann, and S. Bhakdi. 2009. Hypersusceptibility of neutrophil granulocytes towards lethal action of free fatty acids contained in enzyme-modified atherogenic low density lipoprotein. Atherosclerosis 207:116-122.

 

2008

Fenske, D., K. Dersch, C. Lux, L. Zipse, P. Suriyaphol, Y. Dragneva, S.R. Han, S. Bhakdi, and M. Husmann. 2008. Enzymatically hydrolyzed low-density lipoprotein modulates inflammatory responses in endothelial cells. Thromb Haemost 100:1146-1154.

Schwarz, M., L. Spath, C.A. Lux, K. Paprotka, M. Torzewski, K. Dersch, C. Koch-Brandt, M. Husmann, and S. Bhakdi. 2008. Potential protective role of apoprotein J (clusterin) in atherogenesis: binding to enzymatically modified low-density lipoprotein reduces fatty acid-mediated cytotoxicity. Thromb Haemost 100:110-118.

Spoden, G., K. Freitag, M. Husmann, K. Boller, M. Sapp, C. Lambert, and L. Florin. 2008. Clathrin- and caveolin-independent entry of human papillomavirus type 16--involvement of tetraspanin-enriched microdomains (TEMs). PLoS One 3:e3313.

Yarovinsky, T.O., M.M. Monick, M. Husmann, and G.W. Hunninghake. 2008. Interferons increase cell resistance to Staphylococcal alpha-toxin. Infect Immun 76:571-577.

 

2006

Haugwitz, U., W. Bobkiewicz, S.R. Han, E. Beckmann, G. Veerachato, S. Shaid, S. Biehl, K. Dersch, S. Bhakdi, and M. Husmann. 2006. Pore-forming Staphylococcus aureus alpha-toxin triggers epidermal growth factor receptor-dependent proliferation. Cell Microbiol 8:1591-1600.

Husmann, M., K. Dersch, W. Bobkiewicz, E. Beckmann, G. Veerachato, and S. Bhakdi. 2006. Differential role of p38 mitogen activated protein kinase for cellular recovery from attack by pore-forming S. aureus alpha-toxin or streptolysin O. Biochem Biophys Res Commun 344:1128-1134.

 

2002

Walev, I., M. Hombach, W. Bobkiewicz, D. Fenske, S. Bhakdi, and M. Husmann. 2002. Resealing of large transmembrane pores produced by streptolysin O in nucleated cells is accompanied by NF-kappaB activation and downstream events. FASEB J 16:237-239.

 

2001

Dragneva, Y., C.D. Anuradha, A. Valeva, A. Hoffmann, S. Bhakdi, and M. Husmann. 2001. Subcytocidal attack by staphylococcal alpha-toxin activates NF-kappaB and induces interleukin-8 production. Infect Immun 69:2630-2635.

 

1994

Walev, I., M. Palmer, E. Martin, D. Jonas, U. Weller, H. Hohn-Bentz, M. Husmann, and S. Bhakdi. 1994. Recovery of human fibroblasts from attack by the pore-forming alpha-toxin of Staphylococcus aureus. Microb Pathog 17:187-201.