Mit 1,5 Millionen Euro fördert der Europäische Forschungsrat ein Vorhaben, das einen bislang kaum verstandenen Vermehrungsweg von Viren ins Visier nimmt. Dr. Milan Gerovac, Nachwuchsgruppenleiter am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig, erhält den begehrten ERC Starting Grant. Fünf Jahre lang will er damit erforschen, wie sich Bakteriophagen in ihren Wirtszellen einnisten, ohne diese zu zerstören.
Bakteriophagen sind Viren, die ausschließlich Bakterien befallen. Genau das macht sie zu Hoffnungsträgern gegen antibiotikaresistente Infektionen. Der jährliche Weltphagentag am 22. Oktober macht regelmäßig auf diese Therapieoption aufmerksam. Und sie ist dringend nötig: Weltweit stehen mehr als vier Millionen Todesfälle pro Jahr in Zusammenhang mit antimikrobiellen Resistenzen. Fachleute sprechen deshalb von einer stillen Pandemie.
Im klassischen Lebenszyklus schleusen Phagen ihr Erbgut in ein Bakterium ein und zwingen es, neue Viren zu produzieren. Am Ende löst sich das Bakterium auf, und die frischen Phagenpartikel werden frei. Doch Gerovacs Projekt mit dem Namen PEPHI, kurz für Permanent Phage Infections, setzt bei einer ganz anderen Beobachtung an: Manche Phagen vermehren sich über Generationen hinweg synchron mit ihrem Wirt, ohne diesen jemals zu töten.
Dieser Mechanismus ist schwer fassbar. „Wenn sich Phagen vermehren, ohne den Wirt aufzulösen, so ist dies mit klassischen Plaque Assays experimentell schwer nachzuweisen“, erklärt Gerovac. Bei dieser Labormethode fressen die Viren sichtbare Löcher in eine dichte Bakterienschicht – bei einer permanenten Infektion bleiben solche Spuren jedoch aus. „Dank der ERC-Förderung werde ich mit meinem Team neue Methoden entwickeln, um die unsichtbare Vermehrung von Phagen zu untersuchen.“
Mit elektronenmikroskopischer Bildgebung und Einzelzellsequenzierungen will die Gruppe diese verborgenen Infektionen charakterisieren. Im Fokus stehen sogenannte kernbildende Phagen. Bei ihnen wird das virale Erbgut während der Infektion von einer schützenden Proteinhülle umgeben, die es vor den Abwehrsystemen des Bakteriums abschirmt. Dieser Phagenkern könnte der Schlüssel zum Verständnis der dauerhaften Vermehrung sein.
Gerade im menschlichen Körper herrschen für Phagen alles andere als ideale Bedingungen, weil die krankmachenden Bakterien dort unter Stress stehen. Kernbildende Phagen trotzen diesem Umfeld und vermehren sich dennoch. Um das für Therapien nutzbar zu machen, muss der Mechanismus jedoch erst entschlüsselt werden. „Perspektivisch wollen wir gezielt hypervirulente Phagen entwickeln, die nicht mit Bakterien koexistieren, sondern diese direkt auflösen“, sagt Gerovac.
Für das HZI ist die Auszeichnung eine Bestätigung der eigenen Nachwuchsstrategie. „Der ERC Starting Grant ist die höchste Anerkennung für Nachwuchsforschende in Europa und eine verdiente Auszeichnung für Milan Gerovac“, betont Prof. Josef Penninger, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Zentrums. Über das sogenannte MICROSTAR-Programm sei es gelungen, den Wissenschaftler ans HZI zu holen. Seine Arbeit verkörpere die Vision des Programms: die Anpassungsfähigkeit von Mikroben zu verstehen und daraus neue medizinische Anwendungen zu entwickeln.
Gerovac leitet seit 2024 die Nachwuchsgruppe „Komplexe in Phageninfizierten Zellen“. Zuvor forschte er als Postdoc an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung. ERC Starting Grants gelten als eine der wichtigsten Förderungen für junge Spitzenforscher in Europa; einziges Bewertungskriterium ist die wissenschaftliche Exzellenz der Person und des Projekts.
