@phdthesis{Nesper2000,
  author    = {Nesper, Jutta M.},
  title     = {Charakterisierung von spontan phagenresistenten Vibrio cholerae O1 El Tor Mutanten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1747},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Vibrio cholerae, der Erreger der Cholera, ist ein Gram-negatives, fakultativ pathogenes Bakterium. In dieser Arbeit konnte die V. cholerae Oberfl{\"a}chenstruktur identifiziert werden, an die der temperente V.cholerae-Phage K139 adsorbiert. Phagenbindungs-Studien mit gereinigtem Lipopolysaccharid (LPS) ergaben, daß das O-Antigen der Serogruppe O1 den Phagenrezeptor darstellt. Zus{\"a}tzlich wurden phagenresistente Mutanten des transluzenten O1 El Tor Inaba Stammes P27459 nach Inkubation mit einem lytischen K139-Derivat isoliert. Analysen des LPS-Laufverhaltens in Polyacrylamid-Gelen (PAA) zeigten, daß viele der Spontanmutanten defekte LPS-Molek{\"u}le synthetisierten, die entweder im O-Antigen, im Kernoligosaccharid oder in beidem betroffen waren.Phagenresistente Mutanten mit offensichtlich unver{\"a}ndertem LPS bildeten entweder transluzente oder opake Kolonien. Weiterhin wurden ausgew{\"a}hlte spontan phagenresistente St{\"a}mme genetisch analysiert. O-Antigen Mutanten wurden in Southernblot-Analysen mit spezifischen, gegen das bereits gut charakterisierte O-Antigen-Biosynthese-Gencluster (rfb) gerichtete Sonden untersucht. Zwei der O-Antigen negativen St{\"a}mme waren durch Insertion des IS-Elementes IS1004 in das rfb-Gencluster entstanden. Spontan phagenresistente Mutanten mit ver{\"a}ndertem Kernoligosaccharid ohne O-Antigen (R-LPS-Mutanten) sind wahrscheinlich im Kernoligosaccharid-Biosynthese-Gencluster (waa) mutiert, das in der V. cholerae Datenbank identifiziert wurde. waaF, das f{\"u}r die Heptosyl-II-Transferase kodiert, wurde durch genetische Manipulation inaktiviert und zeigte im PAA-Gel das gleiche Migrationsverhalten wie zwei spontan phagenresistente Mutanten. In den Spontanmutanten konnte jedoch im Gegensatz zu der konstruierten Mutante durch ein WaaF-exprimierendes Plasmid lediglich das Kernoligosaccharid, nicht aber das O-Antigen wiederhergestellt werden. Weitere genetische Analysen ergaben, daß eine der Spontanmutanten 546 bp deletiert hatte, die Teile von waaF und waaL betrafen, letzteres kodiert dabei vermutlich f{\"u}r die O-Antigen-Ligase. Spontanmutanten mit intaktem O-Antigen aber ver{\"a}ndertem Kernoligosaccharid konnten als galU-Mutanten charakterisiert werden, die auch im Galaktosekatabolismus beeintr{\"a}chtigt waren. Zus{\"a}tzlich wurden zwei weitere gal-Gene, galE und galK, durch genetische Manipulation inaktiviert. Diese Mutanten konnten ebenfalls keine Galaktose mehr verstoffwechseln, synthetisierten aber ein intaktes LPS. In Gegenwart hoher Galaktosekonzentrationen wurde in galU- und galE- Mutanten aufgrund der Defekte im Gal-Stoffwechsel Lyse beobachtet. Zus{\"a}tzlich wurde die Rolle von galU und galE in der Biofilmbildung untersucht. Da der transluzente Wildtyp (Wt) im Gegensatz zu Opakvarianten keinen Biofilm bilden konnte, wurden galE und galU auch in einer Opakvariante inaktiviert. galU- und galE-Mutationen erzeugten in der Opakvariante wieder eine transluzente Koloniemorphologie und einen biofilm-negativen Ph{\"a}notyp an abiotischen Oberfl{\"a}chen. Diese Daten deuten an, daß die Synthese von UDP-Galaktose ausgehend von UDP-Glukose f{\"u}r die Synthese des Exopolysaccharides (VPS) notwendig ist. Virulenzstudien in neugeborenen M{\"a}usen ergaben, daß O-Antigen negative St{\"a}mme sowie galU-Mutanten sehr viel schlechter und R-LPS-Mutanten nicht mehr im D{\"u}nndarm kolonisieren konnten. Da galE und galEK-Mutanten ebenso gut wie der Wt kolonisierten, konnte ausgeschlossen werden, daß toxische Galaktose-Effekte f{\"u}r den Kolonisierungsdefekt der galU-Mutante verantwortlich waren. Zus{\"a}tzlich wurde die {\"U}berlebensf{\"a}higkeit der LPS-Mutanten in Gegenwart von verschiedenen Substanzen, die nachweislich im menschlichen D{\"u}nndarm vorkommen, unter „in vitro" Bedingungen untersucht. R-LPS und galU-Mutanten waren im Vergleich mit dem Wt sensitiver gegen{\"u}ber schwachen organischen S{\"a}uren, Defensinen, dem Komplementsystem und Gallens{\"a}uren. O-Antigen negative St{\"a}mme waren dagegen weiterhin resistent gegen{\"u}ber Gallens{\"a}uren und schwachen organischen S{\"a}uren aber sensitiv gegen die Komponenten des angeborenen Immunsystems. Bisher wurde f{\"u}r keine der LPS-Mutanten eine gr{\"o}ßere Beeintr{\"a}chtigung weiterer Virulenzfaktoren, wie z.B. Motilit{\"a}t, Synthese der Pili TCP oder Choleratoxin-Produktion festgestellt. Auch die Zusammensetzung der Proteine in der {\"a}ußeren Membran war offensichtlich nicht beeintr{\"a}chtigt, allerdings wurde beobachtet, daß aus galU Mutanten in geringem Maße und aus R-LPS Mutanten in verst{\"a}rktem Maße periplasmatische Proteine in den {\"U}berstand diffundieren k{\"o}nnen. Diese Ergebnisse deuten an, daß nicht nur das O-Antigen, wie bereits bekannt, sondern auch eine spezifische Kernoligosaccharid-Struktur f{\"u}r eine effektive Kolonisierung von V. cholerae essentiell ist. Der Grund daf{\"u}r ist h{\"o}chstwahrscheinlich in der Ausbildung einer stabilen {\"a}ußeren Membran zu suchen, die die Persistenz in Gegenwart bakteriozider Substanzen des D{\"u}nndarms erm{\"o}glicht.},
  subject      = {Vibrio cholerae},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Langenhan2005,
  author    = {Langenhan, Ronny},
  title     = {Identifizierung immunodominanter antigener Strukturen von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) mit Hilfe einer Expressionsgenbank},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13719},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Infektionen durch MRSA k{\"o}nnen aufgrund der zunehmenden Therapieresistenz der Erreger ernsthafte Verl{\"a}ufe zeigen. Daher ist die Entwicklung alternativer Behandlungsstrategien ein Ziel der aktuellen Infektionsforschung. Ein vielversprechender Ansatz liegt in der Verwendung pathogenspezifischer, monoklonaler Antik{\"o}rper gegen immunodominante Antigene der Erreger. Durch die Fortschritte in der Genomforschung der vergangenen Jahre ist nun die Analyse der Gesamtheit der Pathogenit{\"a}tsfaktoren eines bakteriellen Erregers m{\"o}glich. Durch eine funktionelle Genomanalyse mit Hilfe immunologischer Detektionssysteme k{\"o}nnen antigene Bakterienzellstrukturen identifiziert werden. Daraus abgeleitete Targetstrukturen sollen die Grundlage bilden f{\"u}r die Entwicklung spezifischer humaner Antik{\"o}rper, die in alternativen Therapieans{\"a}tzen zus{\"a}tzlich zur antimikrobiellen Chemotherapie zuk{\"u}nftig an Bedeutung gewinnen werden. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Expressionsgenbank eines MRSA-Stammes hergestellt und mittels Patientenseren nach immunodominanten Antigenen gesucht. Die aus einem Partialverdau der genomischen DNA gewonnenen Fragmente wurden in einen Expressionsvektor kloniert. Die so hergestellte Genbank des ausgew{\"a}hlten MRSA-Stammes A 134 umfasst ca. 10000 Klone. Ein vergleichendes Screening der Genbank erfolgte mit dem Serum eines Patienten mit einer MRSA-Sepsis und mit dem Serum einer negativen Kontrollperson. Die DNA-Inserts der immunoreaktiven Klone wurden sequenziert und durch Datenbankvergleiche identifiziert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen deutlich, dass der gew{\"a}hlte Ansatz geeignet ist, um immunodominante Antigene, die w{\"a}hrend einer Sepsis exprimiert werden, zu identifizieren. Die in der vorliegenden Arbeit gefundenen putativen immunodominanten Antigenstrukturen umfassen ein Holin, die Amidase LytA, Faktoren des isd-Genclusters, der f{\"u}r die Cadmiumresistenz wichtige Transporter CadA, unbekannte Proteine der Staphylokokken-Pathogenit{\"a}tsinsel SaPI3 und Protein A. Interessanterweise wurden durch den methodischen Ansatz vorwiegend Proteine auf mobilen genetischen Elementen identifiziert. Diese Ergebnisse legen nahe, dass w{\"a}hrend einer S. aureus-Infektion nicht nur Gene f{\"u}r das Wachstum der Zellen und Virulenzfaktoren wie Toxine und Adh{\"a}sine, sondern auch mobile Elemente exprimiert werden. Die Bedeutung dieser Prozesse f{\"u}r das Infektionsgeschehen ist allerdings bislang unbekannt und zuk{\"u}nftige Untersuchungen m{\"u}ssen zeigen, inwieweit diese Elemente f{\"u}r die Pathogenese von Bedeutung sind. Die in dieser Arbeit identifizierten Antigene m{\"u}ssen auch in zuk{\"u}nftigen Arbeiten durch Subklonierung weiter charakterisiert werden. Eine weitere interessante Beobachtung ist die Identifizierung eines Bakteriophagens, der in das isd-Gencluster inserierte, das f{\"u}r die Aufnahme von Eisen eine Bedeutung besitzt. Inwieweit durch die Insertion des Phagens die Eisenaufnahme in dem klinischen Isolat gest{\"o}rt wird, m{\"u}ssen zuk{\"u}nftige Studien zeigen. Die positive Reaktion des Patientenserums mit dem Protein A ist am wahrscheinlichsten auf die Antik{\"o}perbindung am FC-Fragment zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Es ist jedoch auch m{\"o}glich, dass w{\"a}hrend der Infektion verst{\"a}rkt Protein A gebildet wird, das durch die Bindung von Antik{\"o}rpern am Fc-Teil eine immunsuppressive Wirkung durch die Neutralisierung opsonisierender und Toxin-inaktivierender Antik{\"o}rper besitzt. Durch die Sequenzierung und Datenbankanalyse der positiven Klone konnte ein erster {\"U}berblick {\"u}ber immunodominante Antigene von S. aureus erhalten werden. Da auf den Insertelementen meist mehrere putative Antigene kodiert sind, m{\"u}ssen in zuk{\"u}nftigen Arbeiten die identifizierten Insertelemente subkloniert und damit weiter charakterisiert werden. Dadurch sollte es m{\"o}glich sein, die immunogenen Strukturen zu erkennen und diese f{\"u}r die Entwicklung monoklonaler Antik{\"o}rper zu nutzen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bury2018,
  author    = {Bury, Susanne},
  title     = {Molekularbiologische Untersuchungen der antagonistischen Effekte des probiotischen \(Escherichia\) \(coli\) Stamms Nissle 1917 auf Shiga-Toxin produzierende \(Escherichia\) \(coli\) St{\"a}mme},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-163401},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Shiga toxin produzierende E. coli (STEC) stellen mit einer Infektionsdosis von gerade einmal 100 Bakterien ein großes Risiko f{\"u}r unsere Gesundheit dar. Betroffene Patienten k{\"o}nnen milde Krankheitssymptome wie w{\"a}ssrigen Durchfall aufweisen, welcher sich allerdings zu blutigem Durchfall oder dem h{\"a}molytisch ur{\"a}mischen Syndrom (HUS) weiterentwickeln kann. Die Ursache f{\"u}r das Krankheitsbild ist das zytotoxische Protein Shiga-Toxin (Stx), welches von STEC St{\"a}mmen produziert wird, eukaryotischen Zellen angreift und den apoptotischen Zelltod induziert. Es konnte gezeigt werden, dass infizierte Patienten in ihrem Krankheitsverlauf stark variieren, was unter anderem auf die Zusammensetzung ihrer Mikrobiota zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sein k{\"o}nnte. Diesbez{\"u}glich k{\"o}nnen zum Beispiel einige Bakterien bereits die Darmbesiedlung von STEC St{\"a}mmen unterbinden, wohingegen andere die Toxin Produktion der pathogenen St{\"a}mme beeinflussen und wieder andere von den stx tragenden Phagen infiziert werden k{\"o}nnen und daraufhin selbst zu Toxin produzierenden St{\"a}mmen werden. Da die genetischen Informationen f{\"u}r das Toxin auf einem Prophagen im Genom der STEC St{\"a}mme kodiert ist, f{\"u}hrt eine Antibiotika Behandlung von infizierten Patienten zwar zum Tod der Bakterien, hat allerdings auch einen Wechsel vom lysogenen zum lytischen Phagen Zyklus und damit einen enormen Anstieg an freigesetztem Stx zur Folge. In den letzten Jahrzehnten kam es immer wieder zu Epidemien mit STEC St{\"a}mmen, welche auch einige Todesopfer forderten. Die Behandlung von Patienten erfolgt auf Grund von mangelnden Behandlungsm{\"o}glichkeiten meist nur symptomatisch, weswegen neue Strategien f{\"u}r die Behandlung einer STEC Infektion dringend ben{\"o}tigt werden. Der probiotische E. coli Stamm Nissle 1917 (EcN) z{\"a}hlt bereits seit mehr als 100 Jahren als Medikament f{\"u}r Behandlungen von Darmentz{\"u}ndungen. In vitro und in vivo Studien mit dem probiotischen Stamm und STEC St{\"a}mmen konnten zeigen, dass EcN die Produktion von Stx unterdr{\"u}ckt und gleichzeitig die STEC Zellzahl reduziert. Diese Ergebnisse waren der Anlass f{\"u}r diese Studie in der die Auswirkungen von EcN auf STEC St{\"a}mme genauer untersucht wurden, um eine m{\"o}gliche Behandlung von STEC Infektionen mit dem Probiotikum zu gew{\"a}hrleisten. Eines der Hauptziele dieser Studie war es, herauszufinden, ob EcN von stx-Phagen infiziert werden kann und damit selbst zu einem Toxin Produzenten wird. In diesem Falle w{\"a}re eine Behandlung mit dem E. coli Stamm ausgeschlossen, da es den Krankheitsverlauf verschlimmern k{\"o}nnte. Verschiedene experimentelle Ans{\"a}tze in denen versucht wurde den YaeT stx-Phagen Rezeptor tragenden Stamm zu infizieren schlugen fehl. Weder mittels PCR Analysen, Phagen Plaque Assays oder der Phagen Anreicherung konnte eine Lyse oder eine Prophagen Integration nachgewiesen werden. Transkriptom Analysen konnten zeigen, dass Gene eines lambdoiden Prophagen in EcN in Anwesenheit von stx-Phagen stark reguliert sind. Auch andere E. coli St{\"a}mme, welche sich ebenfalls durch eine Resistenz gegen{\"u}ber einer stx-Phagen Infektion auswiesen, wurden positiv auf lambdoide Prophagen untersucht. Einzig dem stx-Phagen sensitiven K-12 Stamm MG1655 fehlt ein kompletter lambdoider Prophage, weswegen die Vermutung nahe liegt, dass ein intakter lambdoider Prophage vor der Superinfektion mit stx-Phagen sch{\"u}tzten kann. In weiteren Experimenten wurde der Einfluss der Mikrozin-negativen EcN Mutante SK22D auf STEC St{\"a}mme untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass SK22D nicht nur die Produktion des zytotoxischen Proteins unterdr{\"u}ckt, sondern auch mit der Produktion der stx-Phagen von allen getesteten STEC St{\"a}mmen interferiert (O157:H7, O26:H11, O145:H25, O103:H2, O111:H- und zwei O104:H4 Isolate vom STEC Ausbruch in Deutschland im Jahr 2011). Transwell Studien konnten zeigen, dass der Faktor, welcher die Transkription des Prophagen unterdr{\"u}ckt, von SK22D sekretiert wird. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass die Pr{\"a}senz von SK22D den lysogenen Zustand des Prophagen st{\"u}tzt und somit den lytischen Zyklus unterdr{\"u}ckt. Da stx-Phagen eine große Gefahr darstellen andere E. coli St{\"a}mme zu infizieren, haben wir uns in weiteren Studien dem Einfluss von EcN auf isolierte Phagen gewidmet. Die Kultivierungsexperimente von EcN mit Phagen zeigten, dass der probiotische Stamm in der Lage war die stx-Phagen in ihrer Effizienz der Lyse des K 12 Stammes MG1655 von~ 1e7 pfus/ml auf 0 pfus/ml nach einer 44 st{\"u}ndigen Inkubation zu inaktivieren. Diese Inaktivierung konnte auf die Aktivit{\"a}t eines hitzestabilen Proteins, welches in der station{\"a}ren Wachstumsphase synthetisiert wird, zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Studien welche einen Anstieg der Biofilmmasse zur Folge hatten zeigten eine gesteigerte Effizienz in der Phagen Inaktivierung, weswegen Komponenten des Biofilms m{\"o}glicherweise die Phagen Inaktivierung herbeif{\"u}hren. Neben dem direkten Einfluss auf die Phagen wurde auch ein Schutzeffekt von SK22D gegen{\"u}ber dem stx-Phagen empf{\"a}nglichen K 12 St{\"a}mmen untersucht. Lysogene K 12 St{\"a}mme zeichneten sich durch eine enorme Stx und stx-Phagen Produktion aus. Die Pr{\"a}senz von SK22D konnte den K 12 vermittelten Anstieg der pathogenen Faktoren unterbinden. Transwell Ergebnisse und Kinetik Studien lassen vermuten, dass SK22D eher die Phagen Infektion von K-12 St{\"a}mmen unterbindet als die Lyse von lysogenen K-12 St{\"a}mmen zu st{\"o}ren. Eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung f{\"u}r den Schutz der K-12 St{\"a}mme vor einer stx-Phagen Infektion k{\"o}nnte darin liegen, dass die K-12 St{\"a}mme innerhalb der SK22D Kultur wachsen und dadurch von den infekti{\"o}sen Phagen abgeschirmt werden. Zusammenfassend konnte in dieser Studie gezeigt werden, dass der probiotische Stamm EcN sowohl die Lyse von STEC St{\"a}mmen unterdr{\"u}ckt als auch die infekti{\"o}sen stx-Phagen inaktiviert und sensitive E. coli St{\"a}mme vor der Phagen Infektion sch{\"u}tzen kann. Diese Ergebnisse sollten als Grundlage f{\"u}r in vivo Studien herangezogen werden, um eine m{\"o}gliche Behandlung von STEC infizierten Patienten mit dem Probiotikum zu gew{\"a}hrleisten.},
  subject      = {EHEC},
  language  = {en}
}