Mikroökologische Schutznischen in Lebensmitteln: Internalisierung und Persistenz stressinduzierter Bakterien in Hefen und Potenzial zur Reaktivierung im Gastrointestinaltrakt

Im geplanten Projekt soll untersucht werden, ob pathogene Bakterien unter Stressbedingungen die Fähigkeit entwickeln, lebensmittelassoziierte Hefen als mikroökologische Schutznischen durch Internalisierung und (temporäre) Persistenz zu nutzen. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da die derart geschützten Bakterien nach dem Verzehr kontaminierter Lebensmittel aus einer stressreichen Umgebung in ein für sie günstigeres mikroökologisches Habitat im Verdauungstrakt übergehen könnten, das ihre Freisetzung und potenzielle Reaktivierung ermöglicht. Diese Hypothese wurde bislang nicht wissenschaftlich adressiert und eröffnet ein vollkommen neues Forschungsfeld an der Schnittstelle von Lebensmittelsicherheit und Mikroökologie. Die Arbeiten in Arbeitspaket (WP) 1 konzentrieren sich auf die Etablierung eines Modellsystems: Hierzu werden lebensmittelassoziierte Hefen sowie relevante bakterielle Pathogene kultiviert, Stressbedingungen definiert und Kokultivierungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen einen Beitrag zum wissenschaftlichen Verständnis mikroökologischer Schutzmechanismen leisten. In WP 2 soll untersucht werden, ob stark gestresste Bakterien, die sich im Übergang zu oder bereits im Stadium nicht-kultivierbarer Zustände befinden (Persister- oder VBNC-Zellen), mit Hefen interagieren und dabei möglicherweise reaktiviert werden können. Aufgrund der methodischen und konzeptionellen Herausforderungen dient dieses Paket vor allem der Generierung erster Anhaltspunkte und der Vorbereitung weiterführender Forschung. Der Ansatz dient einer grundlegenden Erweiterung unseres Verständnisses mikrobieller Schutzmechanismen. Das Gesamtprojekt leistet einen Beitrag zur Erforschung mikrobieller Wechselwirkungen und legt den Grundstein für zukünftige Arbeiten zur Rolle mikroökologischer Interaktionen bei der Persistenz und möglichen Übertragung von Pathogenen.

Zentrum für Lebensmittelwissenschaften

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