Hochauflösende dreidimensionale Ganzorgantomographie von mikrobiellen Infektionen

Bakterieninfektionen stellen eine große Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Die Antibiotikaresistenz nimmt zu, und gegen einige wichtige Krankheitserreger fehlen nach wie vor Impfstoffe. Um neue Wege für Kontrollstrategien zu finden, müssen wir mehr darüber wissen, wie Krankheitserreger auf das Immunsystem des Wirts und auf Antibiotika in vivo in den infizierten Geweben reagieren.

Überlebende Bakterien können Rückfälle verursachen, wenn antimikrobielle Mittel eine Infektion nicht ausrotten können. Mittels serieller Tomographie zeigen wir, dass Typhus-verursachende Salmonellen während der Therapie in einem bestimmten Teil der Milz persistieren können. Die Entzündung ist in dieser Region schwach, was die entscheidende Synergie zwischen Antibiotika und Entzündungen für eine effektive Beseitigung stört.

Bakterien sind mikrometergroße Objekte. Es ist schwierig, solche kleinen Objekte in ihrem Gewebekontext zu lokalisieren. Mit der seriellen Zwei-Photonen-Tomographie kann ein einzelnes Bakterium in zentimetergroßen Organen nachgewiesen und seine Replikationsrate bestimmt werden.

Wir können auch Immunzellen, wie zum Beispiel Neutrophile, nachweisen und ihre räumliche Beziehung zu den Bakterien bestimmen. Wir untersuchen die Aktivitäten von bakteriostatischen Antibiotika. Diese Antibiotika können Infektionen heilen, obwohl sie das Bakterienwachstum nur hemmen können, ohne den Erreger tatsächlich abzutöten.

Wir bestimmen auch die Ausbreitung von bakteriellen Mutanten, denen bestimmte Virulenzfaktoren fehlen, und den Einfluss von Immundefekten auf Infektion und Behandlung.