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Project presentations on the website

Every project supported by Gebert Rüf Stiftung is made accessible with a web presentation that informs about the core data of the project. With this public presentation, the foundation publishes the funding results achieved and contributes to the communication of science to society.

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MRSA/MSSA eradication with commensals

Editorial

Für den Inhalt der Angaben zeichnet die Projektleitung verantwortlich.

Cooperation

Dieses von der Gebert Rüf Stiftung geförderte Projekt wird von folgenden weiteren Projektpartnern mitgetragen: Laboratory for Soft Materials and Interfaces, ETH Zürich; Nationales Referenzzentrum für invasive Pneumokokkenerkankungen (NRPn); Institut für Infektionskrankheiten, Universität Bern

Project data

  • Project no: GRS-094/20 
  • Amount of funding: CHF 300'000 
  • Approved: 29.10.2020 
  • Duration: 03.2021 - 02.2024 
  • Area of activity:  Microbials, seit 2016

Project management

Project description

Mikrobiomreorganisation zur Prävention und Behandlung von Infektionen mit multiresistenten Keimen:
Staphylococcus aureus ist einer der häufigsten Erreger von schweren Infektionen (Haut- und Weichteilinfektionen, Bakteriämien (Blutvergiftungen), Herzklappenentzündungen (Endokarditiden), Arthritiden (Gelenksentzündungen) des Menschen. Andererseits sind ca. 40-50% der Menschen mit S. aureus kolonisiert, ohne dass diese Krankheitssymptome zeigen. Kolonisation ist aber der wichtigste Risikofaktor für eine Infektion. Ein weiteres relevantes klinisches, spitalhygienisches und ökologisches Problem stellen zudem Antibiotikaresistenzen dar - sogenannte Methicillin-resistente S. aureus. Aufgrund der hohen Krankheitslast weltweit sowie einer fehlenden Impfung sind neuartige Therapie- und Präventionsverfahren dringend nötig.
Mit neuen Sequenzierungstechnologien konnte gezeigt werden, dass der wichtigste Faktor für S. aureus Kolonisation (und somit Infektion) das sogenannte Mikrobiom ist (die Gesamtheit aller Bakterien in einem Habitat). Bestimmte gutartige Bakterien (sogenannte Kommensalen) zeigen in Mikrobiomstudien starke negative Assoziationen mit S. aureus und unsere Studien haben gezeigt, dass die beiden kommensalen Bakterien Dolosigranulum pigrum und Corynebacterium pseudodiphtheriticum S. aureus hemmen können. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer neuartigen Therapie von S. aureus Kolonisation und somit Infektion. Um dies zu erreichen, werden wir erst ein Mikrosystem etablieren, in dem wir bakterielle Mikrobiome modellieren um die ideale Zusammensetzung des Mikrobioms zur Verhinderung von S. aureus Kolonisation zu eruieren. In einem zweiten Schritt werden wir dann in einer klinischen Studie die Anwendung von kommensalen Bakterien im Nasenspray zur Unterstützung der S. aureus Dekolonisation prüfen. Ziel ist die Entwicklung eines personalisierten Verfahrens (Modellierung von Patientenmikrobiomen im Labor und Entwicklung einer spezifischen Therapie) zur Verhinderung von Infektionen mit S. aureus.

What is special about the project?

In diesem interdisziplinären Projekt erforschen Mediziner/innen, Physiker/innen, Ingenieure/innen, Mikrobiologen/innen und Spitalhygieniker/innen gemeinsam eine neue Strategie zur Bekämpfung von Infektionen mit resistenten Bakterien. Dabei soll in Anbetracht der weltweit zunehmenden Antibiotikaresistenzproblematik ein neuer Ansatz ohne den Gebrauch von Antibiotika verfolgt werden. Mikrobiomanalysen der oberen Atemwegen und anschliessende Laborexperimente haben gezeigt, dass gewisse gutartige (sogenannte kommensale) Bakterien krankmachende Bakterien wie Staphylococcus aureus (verursacht Haut- und Weichteilinfektionen, Blutvergiftungen, Gelenksinfektionen und andere schwere Erkrankungen) am Wachstum hindern können.
Unser innovatives Projekt hat zum Ziel, im Labor mikrobielle Gemeinschaften (Mikrobiome) zu modellieren und in Mikrosystemen (sog. microfluidic devises) zu untersuchen, um personalisierte Präventions- und Behandlungsstrategien zu entwickeln. Dies soll im letzten Teil der Studie dann in einem klinischen Versuch mit Patienten getestet werden, die an wiederkehrenden Infektionen mit S. aureus leiden (insbesondere mit der Antibiotika-resistenten Variante MRSA).

Status/Results

In den ersten beiden Projektjahren erfolgte die Etablierung der technischen Grundlagen für die Modellierung (den Nachbau) von Mikrobiomen der oberen Atemwegen auf kleinen Chips. Diese erlauben eine Beobachtung von Interaktionen zwischen verschiedenen Bakterien auf Ebene der einzelnen Zellen. Experimente bestätigen hierbei eine Hemmung von krankmachenden Bakterien (S. aureus) durch kommensale (gutartige) Bakterien. Aktuell werden nun möglichst potente Kombinationen von kommensalen Bakterien gegen krankmachende Bakterien getestet, die dann in den späteren Projektphasen als Testprodukt angewendet werden sollen. Hierfür finden Gespräche mit verschiedenen Industriepartnern sowie Swissmedic statt.

Publications

Links

Persons involved in the project

Projektteam Leitung
Silvio Daniel Brugger, Bakterielle Interaktionen im nasalen Mikrobiom, klinischer Versuch, Patientenrekrutierung und -betreuung
Lucio Isa, Mikrosystem (microfluidics) zur Modellierung und Testung des Mikrobioms
Markus Hilty, Metagenomische Analyse aus Proben vom klinischen Versuch

Projektpartner:innen
Annelies S. Zinkernagel, Klinikdirektorin Infektiologie
Eleonora Secchi, Mikrosystem (microfluidics) zur Modellierung und Testung des Mikrobioms
Burcu Tepekule, Modellierung Interaktionen für Dosisfindung klinischer Versuch
Roger Koyuos, Modellierung Interaktionen für Dosisfindung klinischer Versuch

Mitarbeiter:innen
Jeruscha Baum, Doktorandin; Laborteil
Willy I. Staiger, Assistenzarzt, Patientenrekrutierung und -betreuung

Administration
Jacqueline Wiedler

Last update to this project presentation  25.01.2024