Medizinische Mikrobiologie & Krankenhaushygiene

Arbeitsgruppe Prof. Dr. Sebastian Suerbaum

Unsere Arbeitsgruppe befaßt sich mit Projekten der Grundlagenforschung und mit translationalen Forschungsprojekten. Ziele unserer Forschung sind ein besseres Verständnis der Pathogenese und Epidemiologie von Infektionen des Gastrointestinaltrakts und Verbesserungen der Diagnose, Therapie und Prophylaxe dieser Infektionen. Unser Hauptfokus liegt auf dem Magenkrebserreger Helicobacter pylori. Wir verwenden eine Kombination von experimentellen Zugängen mit vergleichender Genomik, um die genetische Variation von H. pylori und ihre Rolle in der Anpassung des Bakteriums an seinen menschlichen Wirt besser zu verstehen. Andere Projekte befassen sich mit dem Pathobionten Helicobacter hepaticus, der in Mäusen entzündliche Darmerkrankungen auslöst, mit der Genomvariation von Clostridium difficile sowie der Rolle der Mikrobiota von Magen, Darm und Lunge in Gesundheit und Krankheit.

Kontakt

Professor Dr. med. Sebastian Suerbaum

Max von Pettenkofer-Institut
Pettenkoferstrasse 9a
80336 München
+49 89 2180-72800

Zur Arbeitsgruppe

Leitung

Prof. Dr. med. Sebastian Suerbaum

Sebastian Suerbaum ist Professor und Lehrstuhlinhaber für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene am Max von Pettenkofer-Institut der LMU München. Sebastian Suerbaum wurde in Münster in Deutschland geboren. Er studierte Medizin in Bochum, Wien und an der Harvard Medical School und schloss 1988 seine Doktorarbeit an der Ruhr-Universität Bochum ab. Anschließend wurde er Assistenzarzt für Innere Medizin am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin in Hamburg und absolvierte seine Facharztausbildung in Medizinischer Mikrobiologie, Virologie und Infektionsepidemiologie an der Ruhr-Universität Bochum. Von 1991-1993 absolvierte er einen Postdoc-Aufenthalt am Institut Pasteur in Paris (Prof. Agnès Labigne). Nach Abschluss seiner Habilitation und seiner Facharztausbildung wechselte er 1999 als C3-Professor an die Universität Würzburg. Im Jahr 2003 wurde er zum Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Medizinischen Hochschule Hannover ernannt. 2016 übernahm er seine jetzige Position am Max von Pettenkofer-Institut in München.

Prof. Suerbaum ist Träger zahlreicher Auszeichnungen und Ehrungen, darunter der Gerhard-Hess-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der DGHM-Hauptpreis und der Eva- und Klaus-Grohe-Preis der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. Prof. Suerbaum ist gewähltes Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, der American Academy of Microbiology, der European Academy of Microbiology und der Academia Europaea. Er war von 2010-2014 Präsident der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie und ist derzeit Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirats des Robert-Koch-Instituts in Berlin und Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der Robert-Koch-Stiftung.

Foto: MvPI

AG-Mitglieder

Aktuelle Gruppenmitglieder

Ailloud, Florent, Ph.D.
Phone: +49 89 2180-72914/72917
E-Mail: Ailloud@mvp.lmu.de

Fük, Cornelia, MTA (NRZ H. pylori)
Phone: +49 89 2180-78201
E-Mail: Fuek@mvp.lmu.de

Gottschall, Wilhelm, M.Sc.
Phone: +49 89 2180-72919
E-Mail: Gottschall@mvp.lmu.de

Münch, Elias, MTLA
Phone: +49 89 2180-72919
E-Mail: muench@mvp.lmu.de

Neukirchinger, Fabian, M.Sc.
Phone: +49 89 2180 72919
E-Mail: Neukirchinger@mvp.lmu.de

Pfaffinger, Gudrun, MTLA
Phone: +49 89 2180-72914/72917
E-Mail: Pfaffinger@mvp.lmu.de

Spießberger, Beate, Dr. rer. nat. (NRZ H. pylori)
Phone: +49 89 2180-78209
E-Mail: Spiessberger@mvp.lmu.de

Stummeier, Elke, MTA (NRZ H. pylori)
Phone: +49 89 2180-78201
E-Mail: Stummeier@mvp.lmu.de

Suerbaum, Sebastian, Prof. Dr. med.
Phone: +49 89 2180-72801
E-Mail: Suerbaum@mvp.lmu.de

Weiss, Evelyn, MTLA
Phone: +49 89 2180-72919
E-Mail: weiss_e@mvp.lmu.de

Ehemalige Postdoktoranden, Doktoranden und MD Studierende

  • Bahlawane, Christelle, Dr.
  • Becker, Jan-Claudius, Prof. Dr.
  • Brauer, Tanja, Dr.
  • Bubendorfer, Sebastian, Dr.
  • Chhatwal, Patrick, Dr.
  • Eibach, Daniel, Dr.
  • Estibariz, Iratxe, Dr.
  • von Götz, Franz, Dr.
  • Kennemann, Lynn, Dr.
  • Kraft, Christian, Dr.
  • Krebes, Juliane, Dr.
  • Kuhn, Stefanie, Dr.
  • Kulick, Stefan, Dr.
  • Lohrengel, Marc, Dr.
  • Meyer-Treschan, Tanja, Prof. Dr.
  • Moccia, Claudia, Dr.
  • Nell, Sandra, Dr.
  • Otto, Kristina, Dr.
  • Schmitz, André, Dr.
  • Schwarz, Sandra, Dr.
  • Seybold, Tim, Dr.
  • Solbach, Philipp, PD Dr.
  • Sterzenbach, Torsten, Dr.
  • Yang, Ines, Prof. Dr.
  • Ye, Fang, Dr.

 Ehemalige Forschungsassistenzen

  • Bäuerle, Barbara
  • Beck, Christopher
  • Brenneke, Birgit
  • Ellrott, Kerstin
  • Funke, Silke
  • Friedrich, Susanne
  • Katzowitsch, Elena
  • Kops, Friederike
  • Schulze, Jessika
  • Stack, Allison
  • Wirsing, Anne
  • Woltemate, Sabrina

Forschung

Genome variation of Helicobacter pylori

Helicobacter pylori is a Gram-negative, spiral shaped bacterium, that selectively and chronically infects the gastric mucosa of humans. The clinical course of this infection can  range from lifelong asymptomatic infection to severe disease including peptic ulcers, or gastric cancer. The high mutation rate and natural competence typical of this species are responsible for massive inter-strain genetic variation exceeding that observed in all other bacterial human pathogens. The adaptive value of such a plastic genome is thought to derive from a rapid exploration of the fitness landscape resulting in fast adaptation to the changing conditions of the gastric environment. Nevertheless, diversity is also lost through recurrent bottlenecks and H. pylori’s lifestyle is thus a perpetual race to maintain an appropriate pool of standing genetic variation able to withstand selection events.

Our research group is particularly interested in:

  • Characterizing the diversity of H. pylori along the infectious cycle and across the gastric niche using Omics approaches.
  • Determining how genetic and epigenetic diversity contribute to gastric adaptation and the evolution of H. pylori.
  • Understanding how genetic variation introduced by homologous recombination is generated at a fundamental level in the context of H. pylori.

Using state-of-the-art sequencing technologies and bioinformatic analyses to characterize biological samples collected through collaboration with clinical groups, our research group has studied the evolution of H. pylori during early colonization (Nell et al., Gastroenterology 2018; Estibariz et al., mBio 2020), long-term infection (Kennemann et al., PNAS 2011) and familial transmission (Didelot et al., PNAS 2013). Recently, we have also analysed the genomic diversity of H. pylori within the gastric niche and uncovered the influence of stomach structure and antibiotic treatment on population dynamics (Ailloud et al., Nat. Commun. 2019). Considering the global burden caused by gastric cancer and antibiotic resistance, future research in our group regarding the rapidly emerging area of in vivo diversity of H. pylori will be of particular importance for public health.

Population bottleneck followingantibiotic exposure unrelated to H pylori eradication

Another aspect of H. pylori’s diversity is a large and variable repertoire of restriction-modification systems. Using RNA-seq to characterize the role a conserved methyl-transferase, our group recently demonstrated how methylation can modulate phenotypes via gene regulation in a strain-specific manner (Estibariz et al., Nucl. Acids Res. 2019). While not yet completely understood, methylome evolution could generate enough transcriptomic variation to provide another, more intricate, layer of adaptive potential and is now one of the focus of our research group.

Complete methylome og H. pylori strain 26695

H. pylori is a naturally competent bacterium and homologous recombination contributes greatly to genetic diversification. Our group initially uncovered that imported DNA fragments in the H. pylori genome are typically shorter than in other competent bacteria (Falush et al., PNAS 2001). Using a high-throughput whole-genome natural transformation assay, we recently discovered that import size actually follow a bimodal distribution, including imports significantly shorter than previously characterized (Bubendorfer et al., Nat. Commun. 2016). The molecular mechanism and the evolutionary role of these fragments, which we termed “microimports”, remain undetermined and is a research area of this group.

Distribution of import length in H. pylori

Publikationen

Top 10 Publikationen

Ailloud F, Estibariz I, Pfaffinger G, Suerbaum S (2022) The Helicobacter pylori UvrC nuclease is essential for chromosomal micro-imports after natural transformation. mBio 13:e0181122. https://doi.org/10.1128./mbio.01811-22.
Suerbaum S, Coombs N, Patel L, Pscheniza D, Rox K, Falk C, Gruber AD, Kershaw O, Chhatwal P, Brönstrup M, Bilitewski U, Josenhans C (2022) Identification of antimotilins, novel inhibitors of Helicobacter pylori flagellar motility that inhibit stomach colonization in a mouse model. mBio 13:e0375521. https://doi.org/10.1128/mbio.03755-21.
Estibariz, I., F. Ailloud, S. Woltemate, B. Bunk, C. Spröer, J. Overmann, T. Aebischer, T. F. Meyer, C. Josenhans* und S. Suerbaum*. 2020. Early in vivo genome and methylome adaptation of cag-negative Helicobacter pylori during experimental human infection. mBio 3:e0181122. doi: 10.1128/mbio.01811-22.
Ailloud, F., X. Didelot, S. Woltemate, G. Pfaffinger, J. Overmann, R. C. Bader, C. Schulz, P. Malfertheiner, S. Suerbaum. 2019. Within-host evolution of Helicobacter pylori: niche-specific adaptation, migrations between gastric locations, and selective sweeps. Nat. Commun. 10:2273. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10050-1.
Nell S, Estibariz I, Krebes J, Bunk B, Graham DY, Overmann J, Song Y, Spröer C, Yang I, Wex T, Korlach J, Malfertheiner P, Suerbaum S (2018) Genome and methylome variation in Helicobacter pylori with a cag pathogenicity island during early stages of human infection. Gastroenterology 154:612. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2017.10.014.
Bubendorfer S, Krebes J, Yang I, Hage E, Schulz TF, Bahlawane C, Didelot X, Suerbaum S (2016) Genome-wide analysis of chromosomal import patterns after natural transformation of Helicobacter pylori. Nat Commun 7:11995. https://doi.org/10.1038/ncomms11995.
Krebes J, Morgan RD, Bunk B, Spröer C, Luong K, Parusel R, Anton BP, König C, Josenhans C, Overmann J, Roberts RJ, Korlach J, Suerbaum S (2014) The complex methylome of the human gastric pathogen Helicobacter pylori. Nucl Acids Res 42:2415. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1201.
Kennemann L, Didelot X, Aebischer T, Kuhn S, Drescher B, Droege M, Reinhardt R, Correa P, Meyer TF, Josenhans C, Falush D, & Suerbaum S (2011) Helicobacter pylori genome evolution during human infection. Proc Natl Acad Sci USA 108:5033. https://doi.org/10.1073/pnas.1018444108.
Linz B, Balloux F, Moodley Y, Manica A, Roumagnac P, Falush D, Stamer C, Prugnolle F, van der Merwe SW, Yamaoka Y, Graham DY, Perez-Trallero E, Wadstrom T, Suerbaum S, Achtman M (2007) An African origin for the intimate association between humans and Helicobacter pylori. Nature 445:915. https://doi.org/10.1038/nature05562.
Falush D, Wirth T, Linz B, Pritchard JK, Stephens M, Kidd M, Blaser MJ, Graham DY, Vacher S, Perez-Perez GI, Yamaoka Y, Mégraud F, Otto K, Reichard U, Katzowitsch E, Wang X, Achtman M, Suerbaum S (2003) Traces of human migrations in Helicobacter pylori populations. Science 299: 1582. https://doi.org/10.1126/science.1080857.
Suerbaum S, Michetti P (2002) Helicobacter pylori infection. N Engl J Med 347:1175 https://doi.org/10.1056/NEJMra020542 (Review).

Follow this link for Sebastian Suerbaum’s publications in Pubmed

Follow this link for Sebastian Suerbaum’s publications on Google Scholar

Auszeichnungen

Prof. Dr. med. Sebastian Suerbaum

  • 1994 Junior Scientist Award (Förderpreis) from the German Society for Hygiene and Microbiology (DGHM)
  • 1996 Gerhard Hess Award from the German Research Foundation (DFG)
  • 2004 Main Award (Hauptpreis) from the German Society for Hygiene and Microbiology (DGHM)
  • 2007 Behring Lecture Award University of Marburg
  • 2007 Eva and Klaus Grohe‐Award, Berlin Brandenburgische Akademie der Wissenschaften
  • 2011 Elected Member, Leopoldina National Academy of Sciences
  • 2012 Heinz P. R. Seeliger Award
  • 2013 Elected Member, European Academy Academia Europaea
  • 2014 Elected Member, American Academy of Microbiology
  • 2014 David B. Schauer Lecturer (Massachusetts Institute of Technology)
  • 2016 Elected Member, European Academy of Microbiology
  • 2019 Karl Georg von Boroviczény Medal (INSTAND e.V)