Preisträgerin
in der Kategorie
„Experimentelle Arbeiten“ 2017

PD Dr. Simone Bergmann

Globular and fibrillar Von-Willebrand-Factor mediates adhesion of Streptococcus pneumoniae to endothelial surface in blood flow

Streptokokken-Bakterien und Von-Willebrand-Faktor: Eine Verbindung mit Folgen

Streptococcus pneumoniae besiedelt den menschlichen Nasenrachenraum und gilt als klassischer Auslöser von Pneumonien – wie zum Beispiel der Lobärpneumonie, bei der der gesamte Lungenlappen betroffen ist. Besonders bei alten und immungeschwächten Patienten kann die Lobärpneumonie zu kardiovaskulären Komplikationen wie einer Endokarditis führen. Diese Komplikationen sind mit einer Störung der Blutgerinnung assoziiert und können schwere bzw. lebensbedrohliche Folgen haben.

Die zugrundeliegenden Pathomechanismen sind bisher nicht hinreichend geklärt. In ihrer Forschungsarbeit gehen Simone Bergmann und ihr Team von der Hypothese aus, dass Streptococcus pneumoniae mit dem für die Blutgerinnung mitverantwortlichen Von-Willebrand-Faktor interagiert.

Mithilfe eines Microfluid-Systems, das die Blutzirkulation simuliert, konnten Bergmann und ihr Team zeigen,  dass Pneumokokken gezielt den Von-Willebrand-Faktor an ihrer Oberfläche rekrutieren und ihn für die Anheftung an die Gefäßwände nutzen. Andere Verfahren wie Immunfluoreszenz und elektronenmikroskopische Visualisierungsmethoden bestätigten das Ergebnis.

Von zentraler Bedeutung ist dabei das Oberflächenenzym Enolase, das eine hohe Bindungsaffinität zum Von-Willebrand-Faktor aufweist. Die Enolase spielt eine wichtige Rolle in der bakteriellen Glykolyse und ist auf den Oberflächen aller Serotypen von Pneumokokken zu finden. Eine weitere Eingrenzung der Bindungsaffinität hat ergeben, dass sich vor allem das Peptid 195YGAEIFHALKKILKS210 als Zielstruktur für neue therapeutische Ansätze empfehlen könnte. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die bakterielle Enolase hauptsächlich mit dem Abschnitt A1 des Von-Willebrand-Faktors interagiert. Dieser ist für die Aktivierung der Thrombozyten und die Thrombenbildung von zentraler Bedeutung.

Die Ergebnisse legen den starken Verdacht nahe, dass die Interaktion zwischen Pneumokokken und dem Von-Willebrand-Faktor die Anheftung der Bakterien an der Oberfläche der Endothelzellen fördert. Auf dieser Weise wird eine Entzündungsreaktion hervorgerufen, die letztlich zu den beobachteten Blutgerinnungsstörungen führt.

Zur Person

PD Dr. Simone Bergmann

PD-Dr.-Simone-Bergmann

Simone Bergmann studierte Biologie an der Technischen Universität Braunschweig, wo sie 2002 promovierte und den Förderpreis für herausragende Promotionen der Helmholtz Gesellschaft erhielt. Als wissenschaftliche Mitarbeiterin war sie an den Universitäten Braunschweig, Würzburg und München tätig. Ihre Habilitation und der Erwerb der Venia legendi erfolgten 2010.
Simone Bergmann forscht zu Pathogenen wie Pneumokokken und anderen Streptokokken und untersucht ihre Interaktion mit dem menschlichen Organismus. Ihre Arbeiten wurden in zahlreichen Fachzeitschriften veröffentlicht, darunter Scientific Reports, Cellular Microbiology und das Biochemical Journal.

Gespräch mit PD Dr. Simone Bergmann

Gewinnerin des diesjährigen Günter Landbeck Excellence Awards in der Kategorie „Experimentelle Arbeiten“

Mit welchem Problem setzt sich ihre Forschung auseinander?

Der Keim Streptococcus pneumoniae ist als Auslöser ansteckender Lungenentzündungen gefürchtet. Antibiotika und Impfungen wirken nur gegen einen Teil der Serotypen, zudem werden Resistenzen häufiger. Für ältere und immungeschwächte Menschen stellt Streptococcus pneumoniae eine große Gefahr dar, denn die Infektion kann zu schweren Komplikationen mit lebensgefährlichen Störungen der Blutgerinnung führen. Den genauen Zusammenhang hat man bisher allerdings nicht verstanden. Hier setzt meine Forschung an.

Inwiefern können Patienten in Zukunft von Ihren Ergebnissen profitierten?

Wenn wir die Pathomechanismen einer Erkrankung besser verstehen ist das der erste Schritt, um neue therapeutische Ansätze und Präventivmaßnahmen zu entwickeln.

Welche Projekte möchten Sie nach dem Gewinn des GLEA umsetzen?

In den nächsten Schritten wird es darum gehen, die Details der von uns aufgedeckten Interaktion zwischen Pneumokokken und dem Von-Willebrand-Faktor möglichst vollständig zu verstehen und die Kausalitäten aufzudecken, die letztlich zu den beobachtbaren Störungen der Hämostase führen. Auf dieser Basis wird es hoffentlich irgendwann gelingen, diese schwere Komplikation einer Pneumokokken-Infektion therapeutisch in den Griff zu bekommen.