@phdthesis{Haker2021,
  author    = {Haker, Felix},
  title     = {Entwicklung eines in vitro Ansatzes zur Testung von Biofilm-Nachweismethoden und Antibiotikawirksamkeit},
  doi       = {10.25972/OPUS-25070},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-250703},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von aus Patientenisolaten gewonnenen S. aureus Kulturen und deren Biofilmbildung auf implantat{\"a}hnlichen Titan-Oberfl{\"a}chen. Ziel war es, den zeitlichen Ablauf bakterieller periprothetischer Infektionen {\"u}ber einen Zeitraum von 21 Tagen zu beschreiben und besser zu verstehen. Dazu sollte {\"u}berpr{\"u}ft werden, ob ein fluoreszenzspektrometrisch ausgewertetes LIVE/DEAD Assay eine zus{\"a}tzliche Aussage zum Status der im Biofilm befindlichen Zellen liefern kann. Zudem wurde die Biofilmentwicklung anhand etablierter fluoreszenzspektrometrischer Methoden (Concanavalin-A-Markierung extrazellul{\"a}rer Polymerer Substanzen, DNA-Markierung mit Hoechst 33342) untersucht. Es konnte ein reproduzierbarer Verlauf der Entwicklung des Biofilms, sowie der DNA-Menge aufgezeigt werden. Das LIVE/DEAD Assay lieferte keine signifikanten Ergebnisse in Bezug auf das Verh{\"a}ltnis lebender zu toter S. aureus Zellen im Biofilm. Weiter wurde die Angreifbarkeit des fr{\"u}hen, am Titan adh{\"a}renten Biofilms (Alter 1-5 Tage) durch das in der Orthop{\"a}die g{\"a}ngig eingesetzte Antibiotikum Gentamicin untersucht. Die Wirksamkeit konnte zu jedem getesteten Zeitpunkt der ersten f{\"u}nf Tage durch Anzucht von Kolonien best{\"a}tigt werden. Auch wurde die Wirksamkeit {\"u}ber das LIVE/DEAD Assay {\"u}berpr{\"u}ft, jedoch konnten hier keine aussagekr{\"a}ftigen Daten gewonnen werden, die diese Methode zur {\"U}berpr{\"u}fung der Antibiotikawirksamkeit empfehlen k{\"o}nnten.},
  subject      = {Biofilm},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Richwien2013,
  author    = {Richwien, Daniela Maria},
  title     = {Retrospektive Analyse zur Bewertung der Vena femoralis als Bypassmaterial beim tiefen Protheseninfekt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-93318},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Einleitung: Die Protheseninfektion ist in der Gef{\"a}ßchirurgie eine seltene, aber gef{\"u}rchtete Komplikation, da sie bis dato immer noch mit einer hohen Mortalit{\"a}t und Morbidit{\"a}t einhergeht. Protheseninfektionen werden in verschiedenen Klassifikationen dargestellt. Die Pathophysiologie des Infektes verl{\"a}uft {\"u}ber die Aktivierung des Immunsystems und die F{\"a}higkeit der Erreger, sich vor den Angriffen des Immunsystems zu sch{\"u}tzen. Dabei ist der h{\"a}ufigste Kontaminationsweg die lokale Kontamination im OP-Gebiet. Der h{\"a}ufigste Erreger stellt der Biofilm bildende Staphylococcus aureus dar. Nach pr{\"a}operativer Diagnostik erfolgt die vollst{\"a}ndige Explantation der infizierten Gef{\"a}ßprothese mit lokalem radikalem Debridement des Entz{\"u}ndungsgewebes und Wiederherstellung der Perfusion. F{\"u}r diesen Gef{\"a}ßersatz stehen verschiedene Materialien zur Verf{\"u}gung. Material und Methoden: Ziel dieser Arbeit ist es, retrospektiv die Therapie der tiefen Protheseninfektion mittels autologer In-Situ-Rekonstruktion durch die V. femoralis superficialis im Zeitraum von September 2003 bis Juni 2010 an der Universit{\"a}tsklinik in W{\"u}rzburg zu analysieren. Es wurden insgesamt 24 Patienten behandelt. Es erfolgte eine detaillierte Aufarbeitung der Krankengeschichte, der mikrobiologischen Befunde, sowie der Operationsberichte und Folgeeingriffe. Des Weiteren wurde eine Kontrolluntersuchung im Rahmen der gef{\"a}ßchirurgischen Sprechstunde durchgef{\"u}hrt. Ergebnisse: 20 M{\"a}nner und vier Frauen wurden aufgrund einer Protheseninfektion (6x Fr{\"u}hinfekt, 14x Sp{\"a}tinfekt, 2x persistierender Infekt) operiert, nachdem ihnen eine aortoiliacale, aortofemorale oder iliacofemorale Kunststoffprothese zur Behandlung einer pAVK, eines Aneurysmas, oder aufgrund beider Entit{\"a}ten implantiert worden war. Am h{\"a}ufigsten zeigte sich als klinisches Erstsymptom eine inguinale Wundheilungsst{\"o}rung. Lymphfisteln und Infektblutungen belegten Platz zwei und drei. Jedes Mal wurde die V. femoralis superficialis (11x beidseits, 13x einseitig) entnommen, in acht F{\"a}llen kombiniert mit der V. saphena magna. 23x erfolgte die Rekonstruktion der Perfusion in-situ, lediglich einmal als extraanatomischer Obturator-Bypass. Bei 19 Patienten (79,2\%) konnte ein Pathogen nachgewiesen werden, bei f{\"u}nf Patienten (20,8\%) nicht. In 54,2\% der F{\"a}lle lag eine Monoinfektion vor, bei 12,5\% eine Mischinfektionen. Der h{\"a}ufigste Erreger mit 25\% Anteil war Staphylococcus aureus, zweimal gelang der Nachweis eines MRSA. Insgesamt kam es bei sieben Patienten zum Nachweis eines gram-positiven Pathogens, bei sechs Patienten eines gram-negativen Pathogens, was der allgemeinen Entwicklung entspricht. Bei elf Patienten (45,8\%) kam es zu einer postoperativen inguinalen Wundheilungsst{\"o}rung. Deshalb erfolgten auch die meisten Folgeeingriffe mit chirurgischer Wundtoilette, Vakuum-Okklusiv-Verband, Sekund{\"a}rnaht oder Meshgraft-Deckung als definitiven Wundverschluss. F{\"u}nf Patienten (20,8\%) erlitten eine periphere Isch{\"a}mie bzw. einen Bypass-Verschluss. Davon wurden zwei Patienten auf H{\"o}he des Oberschenkels amputiert. Ein Viertel der Patienten verstarb noch w{\"a}hrend des station{\"a}ren Aufenthaltes. Das Gesamt{\"u}berleben am untersuchten Patientengut betrug bei Durchf{\"u}hrung dieser Doktorarbeit die Zahl zehn. Sieben Patienten stellten sich zur Kontrolluntersuchung vor, dreien war dies nur schriftlich m{\"o}glich. Zweimal erfolgte poststation{\"a}r eine Isch{\"a}mie-bedingte Majoramputation. Alle Patienten waren infektfrei. Ein Patient erhielt eine PTA bei Stenose der A. femoralis superficialis rechts nach autologem aortobifemoralem Ersatz. Nach Venenentnahme besteht jedoch bei f{\"u}nf von sieben Patienten ein mildes bis mittelschweres Phleb{\"o}dem (1-2cm Umfangszunahme am Kn{\"o}chel) nach Porter. Zwei Patienten erhalten bis dato eine Lymphdrainage. Zusammenfassung: Die Protheseninfektion ist eine technische Herausforderung, insbesondere wenn die Aorta mitbetroffen ist. Die V. femoralis superficialis erscheint aktuell die erste Wahl bei Notwendigkeit eines großlumigen Gef{\"a}ßersatzes zu sein. Sie garantiert bis dato eine Infektfreiheit und eine nahezu hundertprozentige Offenheitsrate. Jedoch ist eine pr{\"a}operative Patientenselektion aufgrund der generell hohen Mortalit{\"a}t und Morbidit{\"a}t durchzuf{\"u}hren und es sind alle Alternativen zu pr{\"u}fen, um im Individualfall die bestm{\"o}gliche L{\"o}sung f{\"u}r Patient und behandelnden Arzt zu finden. Denn zur Behandlung einer Protheseninfektion gibt es zurzeit noch keinen Goldstandard. Ob es bei dieser komplexen Art der Erkrankung jedoch jemals EINEN Goldstandard geben wird, ist zu bezweifeln. Weitere Diskussionen und Entwicklungen werden und m{\"u}ssen folgen.},
  subject      = {Gef{\"a}ßprothese},
  language  = {de}
}
@phdthesis{vanAlen2010,
  author    = {van Alen, Tessa},
  title     = {Vergleichende Proteomanalyse von Biofilmen und planktonischen Zellen bei dem humanen Infektionserreger Neisseria meningitidis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52463},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Neisseria meningitidis ist ein humaner Infektionserreger, der Meningitis und Sepsis hervorruft. Das asymptomatische Tr{\"a}gertum im Nasenrachenraum ist entscheidend f{\"u}r die {\"U}bertragung des Bakteriums und dessen Interaktion mit dem menschlichen Wirt. Fr{\"u}here Beobachtungen legen die Annahme nahe, dass Meningo¬kokken im Tonsillengewebe in einem biofilm{\"a}hnlichen Stadium vorliegen. Daher werden in vitro Biofilme als Modell f{\"u}r das Tr{\"a}gertum verwendet. Expressionsunterschiede zwischen Biofilmen und planktonisch gewachsenen pathogenen Neisserien wurden in wenigen Transkriptomanalysen untersucht, w{\"a}hrend bisher keine Proteomanalysen durchgef{\"u}hrt wurden. Kartierungen des Proteoms und des Immunoproteoms von Meningokokken liegen allerdings vor. In dieser Studie wurde das Biofilmproteom des unbekapselten N. meningitidis Stammes WUE3671 im Vergleich zum Proteom der planktonisch gewachsenen Bakterien untersucht. Dazu wurde ein auf Silikonschl{\"a}uchen basierendes Biofilmmodell mit kontinuierlichem Fluss etabliert. Es erfolgte eine Anreicherung bakterieller Biomasse {\"u}ber 48 h, wobei die kolonie-bildenden Einheiten bei 24 h ein Plateau erreichten. Licht- und Elektronen¬mikroskopie belegten die deutliche Zunahme der Biomasse {\"u}ber 48 h und zeigten zudem eine Struktur-ierung des 48 h Biofilms in eine apikale Region mit {\"u}berwiegend vitalen Meningokokken und eine basale Region mit einer verst{\"a}rkten Anzahl von Bakterien mit avitalem Erscheinungs-bild. Das Proteom von N. meningitidis Biofilmen, die 24 beziehungsweise 48 h gewachsen waren, wurde mit dem einer exponentiell gewachsenen planktonischen Kultur mit 2D-Gelelektro¬phorese verglichen. Unterschiedlich exprimierte Proteine wurden mit Massen-spektrometrie identifiziert und die Ergebnisse mit Spectral Counting und, wenn m{\"o}glich, mit spezifischen Antik{\"o}rpern abgesichert. Die Expression von ungef{\"a}hr 2 \% aller Proteinspots im Biofilm unterschied sich von der in planktonischen Zellen wenigstens um das 2-fache. Es wurden Ver{\"a}nderungen beobachtet, die mit einem N{\"a}hrstoff- und Sauerstoffmangel sowie einer Zunahme von reaktiven Sauerstoffspezies (reactive oxygen species, ROS) in Verbindung gebracht werden k{\"o}nnen. Die Expression der Proteine SodC und MntC war im Biofilm deutlich erh{\"o}ht, was mutmaßlich auf ROS im Biofilm zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass MntC in der Tat essentiell f{\"u}r Biofilmwachstum, nicht aber f{\"u}r planktonisches Wachstum ist. Die Daten zu SodC und MntC legen die Hypothese nahe, dass Meningokokken im Biofilm trainiert werden mit Mediatoren des Immunsystems, wie ROS, umzugehen. Zudem wird NMB0573, ein Lrp-Homolog, als wesentlicher globaler Regulator f{\"u}r metabolische Anpassungen im Biofilm postuliert. Es konnte {\"u}ber die Proteomanalyse hinaus gezeigt werden, dass die Adh{\"a}sine Opc und Opa, die unter der Kontrolle von NMB0573 stehen, im Biofilm vermindert exprimiert werden.},
  subject      = {Biofilm},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reidl2009,
  author    = {Reidl, Sebastian},
  title     = {Funktionale Charakterisierung an der Biofilmbildung beteiligter Faktoren pathogener und kommensaler Escherichia coli},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35684},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Multizellul{\"a}re Gemeinschaften in Form bakterieller Biofilme stellen aus medizinischer Sicht ein großes klinisches Problem dar. H{\"a}ufig lassen sich chronische oder rezidivierende Erkrankungen aber auch nosokomiale Infektionen auf die multizellul{\"a}re Lebensweise von humanpathogenen Erregern zur{\"u}ckf{\"u}hren. Sowohl fakultativ als auch obligat pathogene Escherichia coli-St{\"a}mme besitzen eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren, die die Biofilmbildung beeinflussen. Daran beteiligt sind unter anderem Flagellen, extrazellul{\"a}re polymere Substanzen, Adh{\"a}sine oder Oberfl{\"a}chen-assoziierte Proteine wie Autotransporter. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die funktionale Charakterisierung des Proteins Antigen 43 (Ag43). Aufgrund seiner Autoaggregation-vermittelnden Eigenschaft tr{\"a}gt Ag43 ebenfalls zur Mikrokoloniebildung und Biofilmreifung bei. Antigen 43 ist ein Autotransporterprotein, welches innerhalb der Bakterienspezies Escherichia coli weit verbreitet ist. Interessanterweise besitzen viele E. coli-Isolate gleich mehrere identische oder {\"a}hnliche Kopien von agn43, die in der Regel von variablen Genombereichen (genomische Inseln, Plasmide) kodiert werden. Am Beispiel der Antigen 43-Varianten des uropathogenen Escherichia coli (UPEC)-Stammes 536 (O6:K15:H31), des kommensalen E. coli Isolats Nissle 1917 (O6:K5:H1) sowie des E. coli K-12-Laborstammes MG1655 (OR:H48:K-) ist die Bedeutung des Autotransporterproteins im Rahmen dieser Arbeit n{\"a}her untersucht worden. Hierf{\"u}r wurden die verschiedenen agn43-Allele in ein geeignetes Vektorsystem kloniert und im Adh{\"a}sin-freien Escherichia coli K-12-Stamm MG1655 \&\#916;fim\&\#916;flu exprimiert. Da Antigen 43 in Wildtypst{\"a}mmen posttranslational glykosyliert vorliegt, sind die Experimente zus{\"a}tzlich unter Einfluß der heterologen, AIDA I-spezifischen Heptosyltransferase Aah ('Autotransporter Adhesin Heptosyltransferase') durchgef{\"u}hrt worden. Anhand von Bindungsstudien (intermolekulare Autoaggregation, Zelladh{\"a}sionstests) wurde gezeigt, daß sich einzelne Ag43-Varianten teilweise in ihren Eigenschaften unterscheiden. Im direkten Vergleich mit AIDA-I ('Adhesin Involved in Diffuse Adherence') enteropathogener Escherichia coli (EPEC) konnte f{\"u}r Ag43 nur eine Funktion als schwaches Adh{\"a}sin nachgewiesen werden. Die heterologe O-Glykosylierung beeinflußte die Funktionalit{\"a}t des Antigen 43 in unterschiedlichem Ausmaß. Je nach Autotransporter-Variante f{\"u}hrte die Heptosylierung entweder zu signifikant reduzierten Affinit{\"a}ten, oder sie hatte keinen Effekt auf die Bindungskapazit{\"a}t des Ag43. Antigen 43 weist zudem strukturelle Homologien zu vergleichbaren Dom{\"a}nen anderer Autotransporter auf. F{\"u}r viele dieser Proteine konnte bereits eine adh{\"a}sive oder invasive Funktion nachgewiesen werden. Eine m{\"o}gliche Interaktion von Ag43 mit eukaryontischen Rezeptoren ist hingegen noch nicht bzw. nur unvollst{\"a}ndig untersucht worden. In Overlay assays und ELISAs wurde f{\"u}r Antigen 43 hier erstmals die spezifische Bindung an die extrazellul{\"a}ren Matrixkomponenten Kollagen und Laminin gezeigt. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse dieser Arbeit darauf hin, daß das Escherichia coli spezifische Autotransporterprotein Antigen 43 nicht nur an der bakteriellen Biofilmbildung, sondern auch an der Besiedlung epithelialer Gewebe beteiligt sein kann. Seine Expression verschafft Bakterien einen Kolonisationsvorteil, der mit erh{\"o}hter Fitneß einhergeht. Die Aah-vermittelte O-Glykosylierung scheint f{\"u}r die Funktionalit{\"a}t von Ag43 nicht zwingend erforderlich zu sein. Des weiteren ist im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Testsystem entwickelt worden, das auf der Basis von Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungen (FISH) die Differenzierung von verschiedenen (uro-)pathogenen Mikroorganismen erm{\"o}glicht. Das etablierte Protokoll eignet sich nicht nur f{\"u}r die diagnostische Erregeridentifizierung, sondern auch in Abh{\"a}ngigkeit des Probenmaterials zur Untersuchung von (Multispezies-)Biofilmen.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mordhorst2009,
  author    = {Mordhorst, Ines Louise},
  title     = {Phylogenetische und funktionelle Analysen zur Kapsel O-Acetyltransferase NeuO von Escherichia coli K1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47880},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Escherichia coli ist ein Kommensale des menschlichen und tierischen Gastrointestinaltraktes. Einige E. coli-St{\"a}mme sind in der Lage, extraintestinale Erkrankungen beim Menschen wie Harnwegsinfekte, Neugeborenen-Meningitis und Sepsis, sowie beim Tier avi{\"a}re Coliseptik{\"a}mien, hervorzurufen. Ein wichtiger Virulenzfaktor des Bakteriums ist dabei die aus \&\#945;-2,8-verkn{\"u}pften Sialins{\"a}uremonomeren aufgebaute K1-Kapsel, die phasenvariabel mit einer hohen Frequenz O-acetyliert werden kann. Im Jahr 2005 konnte gezeigt werden, dass es sich bei dem f{\"u}r die O-Acetylierung verantwortlichen Enzym um die O-Acetyltransferase NeuO handelt, die von dem K1-spezifischen Prophagen CUS-3 codiert wird. Die Verteilung von neuO in der E. coli K1-Population sowie die funktionelle Relevanz der K1-Kapsel O-Acetylierung f{\"u}r das Bakterium waren zu Beginn der vorliegenden Arbeit weitestgehend unklar. Eine E. coli K1-Stammsammlung mit 183 Isolaten wurde aufgebaut. Die E. coli K1-Isolate stammten sowohl aus Stuhlproben gesunder Freiwilliger, humanen Harnwegsinfekten, humanen invasiven Erkrankungen (Neugeborenen-Meningitis und Bakteri{\"a}mie) und aus an Coliseptik{\"a}mie erkrankten V{\"o}geln. Die Isolate der E. coli K1-Stammsammlung wurden mit der Multilokus-Sequenztypisierung (MLST) typisiert. Es konnten 39 Sequenztypen (ST) sowie f{\"u}nf Sequenztyp-Komplexe (STC) identifiziert werden. Bei dem mit Abstand h{\"a}ufigsten STC handelte es sich um den STC95, dem 80 St{\"a}mme (44\%) angeh{\"o}rten. Insgesamt 103 der 183 E. coli K1-St{\"a}mme waren neuO-positiv (56\%). Das Gen wurde in 78 (98\%) der STC95-Isolate, aber nur in 25 (24\%) der 103 nicht-STC95-St{\"a}mme gefunden. NeuO war also mit dem STC95 assoziiert. {\"U}ber Sequenzanalysen des CUS-3-Prophagen konnten CUS-3-Genotypen bestimmt werden. Die Gruppierung der CUS-3-Genotypen und der E. coli K1-ST sowie der anschließende Vergleich beider Gruppierungen miteinander offenbarte eine Segregation der Prophagen-Genotypen entsprechend der ST. Daher legen die in dieser Arbeit ermittelten Ergebnisse eine Koevolution des Phagen mit seinem Wirt nahe. Einige humane und avi{\"a}re E. coli K1-Isolate waren weder auf Basis der MLST bzw. der CUS-3-Genotypisierung noch anhand des Vorhandenseins verschiedener, mit extraintestinal-pathogenen E. coli-assoziierter Gene voneinander unterscheidbar, was die Hypothese einer zoonotischen Transmission dieser St{\"a}mme unterst{\"u}tzt. In den in dieser Arbeit durchgef{\"u}hrten funktionellen Analysen konnte weder ein Effekt der NeuO-vermittelten E. coli K1-Kapsel O-Acetylierung auf die F{\"a}higkeit der Bakterien an humane mikrovaskul{\"a}re Gehirnendothelzellen zu adh{\"a}rieren oder in diese zu invadieren, noch auf die in vivo-Virulenz der Bakterien im H{\"u}hnermodell beobachtet werden. Die K1-Kapsel O-Acetylierung verringerte die in vivo-Kolonisierung des H{\"u}hner-Gastrointestinaltraktes und die in vitro-Biofilmbildung durch das Bakterium, wohingegen sie die Austrocknungsresistenz von E. coli K1 erh{\"o}hte. M{\"o}glicherweise dient die phasenvariable neuO-Expression und damit die E. coli K1-Kapsel O-Acetylierung der Anpassung des Bakteriums an wechselnde Umweltbedingungen.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hutter2008,
  author    = {Hutter, Gerhard J.},
  title     = {Kulturunabh{\"a}ngige 16S rRNA Analyse des subgingivalen bakteriellen Biofilms bei der aggressiven Parodontitis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28944},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Kulturunabh{\"a}ngige 16S rRNA Analyse des subgingivalen bakteriellen Biofilms bei der aggressiven Parodontitis und Vergleich mit bekannten Bakterien bzw. Phylotypen, die im Zusammenhang mit der parodontalen Flora nachgewiesen wurde. Putative Pathogene wurden bestimmt.},
  subject      = {Bakterien},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Elias2007,
  author    = {Elias, Roman},
  title     = {Mikrobiologische Untersuchungen zum Vergleich verschiedener Materialien f{\"u}r Mittelohrimplantate},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22560},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {An Mittelohrimplantate werden hohe Anspr{\"u}che im Bezug auf die Bio- und Formstabilit{\"a}t, intraoperative Handhabung und Schallleitungseigenschaften gestellt. Die Besonderheit bei Mittelohrimplantaten stellt jedoch die potentielle bakterielle Besiedlung des Implantationsgebiets dar. Das Mittelohr hat durch die Tuba auditiva eine Verbindung mit den oberen Atemwegen. Dadurch kann es zum Beispiel durch eine aufsteigende Infektion der Atemwege zu einer bakteriellen Besiedlung der Mittelohrimplantate kommen. Ziel dieser Arbeit war es die Besiedlung von Polystyrol, Gold, Silber, Stahl und Titan durch die Bakterienst{\"a}mme Escherichia coli, Staphylokokkus epidermidis, Streptokokkus pneumoniae zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden jeweils vier Pl{\"a}ttchen eines Testmaterials mit einer Bakterienmonokultur besiedelt. Es wurden zwei Methoden ausgew{\"a}hlt um die Besiedlung der Versuchskeime auf den Testmaterialien zu bestimmen. Zum einem wurden die an den Pl{\"a}ttchen adh{\"a}rierenden Keime abgel{\"o}st und nach einer Verd{\"u}nnungsreihe auf N{\"a}hrb{\"o}den ausgebracht. Nach der Bebr{\"u}tung wurden die entstandenen Kolonien (CFU) ausgez{\"a}hlt. Bei der zweiten Methode wurden die adh{\"a}rierenden Keime auf den Pr{\"u}fk{\"o}rpern belassen und mit einem fluoreszierenden DNA-Farbstoff angef{\"a}rbt. Mit einem Photometer wurde die Besiedlung der Bakterien auf den Materialien statistisch bestimmt. Polystyrol und Silber dienten als Referenzmaterialien. Bei der Auswertung mittels Photometer musste aufgrund der Eigenfluoreszenz auf die Verwendung von Polystyrol verzichtet werden. Die Ergebnisse beider Methoden ergaben f{\"u}r alle Keime das h{\"o}chste Adh{\"a}sionsverhalten auf Titan. Stahl wurde von den Versuchskeimen ebenfalls gut besiedelt. Auf der Goldoberfl{\"a}che wurde die geringste Adh{\"a}sion der Keime festgestellt. Eine deutliche bakterizide oder bakteriostatische Wirkung von Stahl und Titan konnte bei keinem der verwendeten Bakterienst{\"a}mme festgestellt werden. Gold hingegen konnte deutlich das Bakterienwachstum hemmen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Batzilla2007,
  author    = {Batzilla, Christoph Friedemann},
  title     = {Untersuchungen zur Biofilmbildung und zum Quroum-sensing in Staphylococcus epidermidis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22278},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Das Gram-positive, Koagulase-negative Bakterium Staphylococcus epidermidis war viele Jahrzehnte als harmloser Kommensale der menschlichen Haut und der Schleimh{\"a}ute bekannt. Jedoch hat sich S. epidermidis in den letzten zwanzig Jahren zu einem Haupterreger von Nosokomialinfektionen entwickelt. Dabei unterscheidet sich S. epidermidis im Vergleich zu anderen Erregern durch ein sehr begrenztes Spektrum an Pathogenit{\"a}tsfaktoren, aber auch durch seine F{\"a}higkeit, Biofilme auf k{\"u}nstlichen Oberfl{\"a}chen wie Kathetern und Implantaten formen zu k{\"o}nnen. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit zwei Hauptaspekten, die in der Pathogenit{\"a}t von S. epidermidis eine wichtige Rolle spielen: (i) dem Quorum-sensing System Agr (accessory gene regulator) und (ii) dem zeitlichen Prozess des Aufbaus, sowie der Regulation der Biofilmbildung von S. epidermidis. Das Quorum-sensing System Agr ist Teil eines komplexen regulatorischen Netzwerks. In der vorliegenden Arbeit wird durch Proteom- und Transkriptomanalysen gezeigt, dass das Agr-System in S._epidermidis den Hauptregulator f{\"u}r die Sekretion von extrazellul{\"a}ren Proteinen darstellt und dar{\"u}ber hinaus einen großen Einfluss auf die Regulation des Zentralmetabolismus und der Biosynthese von Aminos{\"a}uren hat. Mittels Mikroarray-Analyse konnte eine wichtige Verkn{\"u}pfung des Agr-Systems mit dem pleiotrophen Repressor CodY identifiziert werden, der viele station{\"a}re-Phase Gene im S._epidermidis Wildtyp reprimiert, jedoch nicht in der getesteten agr Mutante. Dieses f{\"u}hrt zu einem stark ver{\"a}nderten Ph{\"a}notyp der S. epidermidis agr Mutante, in Hinblick auf Wachstumskapazit{\"a}t, der Biofilmbildung, der Invasivit{\"a}t und dem Langzeit{\"u}berleben. Interessanterweise ergaben wissenschaftliche Studien, dass ca. 17 \% der klinischen Isolate nat{\"u}rlich vorkommende agr Mutanten sind. Dieses k{\"o}nnte ein Hinweis darauf sein, dass S. epidermidis agr Mutanten aufgrund ihres stark ver{\"a}nderten Ph{\"a}notyps und ihrer ver{\"a}nderten biochemischen Bed{\"u}rfnisse und Kapazit{\"a}t in der Lage sind, andere {\"o}kologische Nischen im menschlichen Wirt zu besiedeln. Der zweite Teil dieser Arbeit hat die Biofilmbildung von S. epidermidis zum Thema. Durch die Etablierung eines standardisierten Modells der Biofilmbildung, war es m{\"o}glich, {\"u}ber die Einf{\"u}hrung einer Biofilm-Adh{\"a}sion-Ratio die Biofilmbildung als zeitlichen dynamischen Prozess darzustellen und verschiedenste Bedingungen und St{\"a}mme miteinander zu vergleichen. Dabei zeigte sich, dass die Biofilmbildung in S._epidermidis ein klar zeitlich strukturierter Prozess ist, der von Umweltfaktoren und der N{\"a}hrstoffsituation abh{\"a}ngig ist, und dass verschiedene St{\"a}mme sehr unterschiedlich auf Ver{\"a}nderungen in ihrer Umwelt reagieren. Die zeitliche Analyse der Biofilmbildung mittels konfokaler Lasermikroskopie ergab, dass viele der Bakterien im Biofilm sterben. Dieses macht den Biofilm wesentlich anf{\"a}lliger f{\"u}r Str{\"o}mungsscherkr{\"a}fte, die dann ganze Bakterienverb{\"a}nde abl{\"o}sen und zu neuen Infektionsherden schwemmen k{\"o}nnten. Somit erm{\"o}glicht der Tod einer einzelnen Zelle unter Umst{\"a}nden ein besseres klonales {\"U}berleben. Die Mikroarray-Analysen der Genexpression im Biofilm zeigten, dass dieser einen physiologisch klar definierten Prozess durchl{\"a}uft, der zu einer sehr stark verminderten metabolischen Aktivit{\"a}t und einer erh{\"o}hten Antibiotika-Resistenz f{\"u}hrt. Dar{\"u}ber hinaus zeigen Bakterien im Biofilm einen weniger aggressiven Charakter, wie die Expression von Proteasen oder anderer Pathogenit{\"a}tsfaktoren, welches S. epidermidis dabei hilft, dem Immunsystem des Wirts zu entgehen. Diese neuen Ergebnisse zur Regulation der Genexpression im Biofilm und zur Rolle des Quorum-sensing Systems Agr in S. epidermidis tragen wesentlich zum Verst{\"a}ndnis der Pathogenit{\"a}t und der Physiologie dieses wichtigen nosokomialen Erregers bei. Sie bilden eine wichtige theroretische Grundlage f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Studien, mit dem Ziel in Zukunft neue Therapie- und Pr{\"a}ventionsans{\"a}tze gegen S. epidermidis-Infektionen zu entwickeln.},
  subject      = {Staphylococcus epidermidis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Homburg2007,
  author    = {Homburg, Stefan},
  title     = {Untersuchungen zur Molekularbiologie von Escherichia coli-Wildst{\"a}mmen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22884},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Eine eindeutige Unterscheidung zwischen extraintestinal pathogenen (ExPEC) und kommensalen E. coli-St{\"a}mmen zu treffen, f{\"a}llt h{\"a}ufig schwer, da Virulenz-assoziierte Faktoren von ExPEC auch in kommensalen St{\"a}mmen gefunden werden k{\"o}nnen. Als naher Verwandter des uropathogenen Isolates E. coli CFT073 weist der apathogene, kommensale Stamm E. coli Nissle 1917 (O6:K5:H1) die Expression einer Vielzahl solcher „ExPEC-Virulenzfaktoren" auf. Dazu geh{\"o}ren verschiedene Fimbrien, Siderophore und Proteine, die an der Biofilmbildung beteiligt sind. Der Vergleich des Stammes mit ExPEC-Isolaten l{\"a}sst daher R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Funktion dieser Faktoren im jeweiligen {\"o}kologischen Kontext zu. E. coli Nissle 1917 bildet den sog. rdar-Morphotyp aus, eine multizellul{\"a}re Struktur, die auf der Koexpression von Zellulose und Curli-Fimbrien beruht. Dieser findet sich bei vielen E. coli und Salmonella-Spezies, tritt aber in der Regel nur bei Temperaturen unterhalb 30 °C auf. E. coli Nissle 1917 hingegen weist diesen Ph{\"a}notyp auch bei 37 °C auf, was vermutlich die Kolonisierungsf{\"a}higkeit gegen{\"u}ber anderen kommensalen E. coli erh{\"o}ht. Hier konnte demonstriert werden, dass die Expression des rdar-Morphotyps bei E. coli Nissle 1917 unabh{\"a}ngig von den bisher beschriebenen Regulatoren CsgD und YaiC ist. Mittels Mutagenese mit dem Transposon miniTn5 wurde nach rdar-negativen Klonen gesucht mit dem Ziel, einen m{\"o}glichen {\"u}bergeordneten Regulator dieses Ph{\"a}notyps zu identifizieren. Bei dieser Untersuchung wurden einige Gene ermittelt, die bislang nicht daf{\"u}r bekannt waren, die Expression von Zellulose oder Curli-Fimbrien zu beeinflussen. W{\"a}hrend die Funktion vieler der ermittelten ORFs unbekannt war, hatte vor allem die Inaktivierung von Genen, die an der Biosynthese von Oberfl{\"a}chenstrukturen (Fimbrien, Kapsel, Colans{\"a}ure, LPS) einen ver{\"a}nderten Ph{\"a}notyp zur Folge. Allerdings konnte in den wenigsten F{\"a}llen ein Zusammenhang zu Curli- oder Zellulosesynthese hergestellt werden. Es zeigte sich, dass die Regulation des rdar-Morphotyps offenbar komplexer und von mehr Faktoren zumindest indirekt abh{\"a}ngig ist, als bislang beschrieben. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde eine 55 kb große genomische Insel untersucht, die im asnW-tRNA-Lokus inseriert ist und die Proteine f{\"u}r die Synthese eines hybriden nichtribosomalen Peptid-Polyketids kodiert. Die Insel konnte mittels PCR in extraintestinal pathogenen sowie kommensalen Isolaten der phylogenetischen Gruppe B2 nachgewiesen werden, darunter die St{\"a}mme E. coli Nissle 1917, IHE3034, CFT073 und J96. Eine Kokultivierung von HeLa-Zellen mit diesen Bakterien hatte eine Blockierung des Zellzyklus und Megalozytose (zytopathischer Effekt) zur Folge. Die Deletion der asnW-Insel f{\"u}hrte zur Aufhebung des zytopathischen Ph{\"a}notyps, der durch Einbringen des Genclusters auf einem BAC-Vektor wieder hergestellt werden konnte. Der zytopathische Effekt konnte nur nach direktem Kontakt der Bakterien mit HeLa-Zellen beobachtet werden und war weder durch Bakterienlysate, abget{\"o}tete Bakterien oder Kultur{\"u}berst{\"a}nde zu erzielen. Das PKS/NRPS-Gencluster umfasst 18 ORFs (clbA bis clbR), von denen 17 an der Synthese der aktiven Komponente beteiligt sind. Die Anzahl der Genprodukte und die Abfolge der putativen Dom{\"a}nen unterscheidet sich dabei von allen bislang beschriebenen PKS/NRPSSystemen. Untersuchungen zur Transkription ergaben drei monocistronisch und vier teilweise sehr große (bis 23 kb) polycistronisch transkribierte Einheiten aus bis zu sechs ORFs. Zudem konnte eine konstitutive Transkription aller ORFs festgestellt werden, wenngleich in unterschiedlicher St{\"a}rke. Nach Kontakt mit HeLa-Zellen wurde keine erh{\"o}hte Transkription oder Promotoraktivit{\"a}t einzelner ORFs festgestellt. Daher scheint die Kontaktabh{\"a}ngigkeit des zytopathischen Effekts nicht auf einer durch HeLa-Zellen hervorgerufenen Induktion der PKS/NRPS-Expression zu beruhen. Die Kontaktabh{\"a}ngigkeit konnte durch die Induktion bzw. {\"U}berexpression einer PKS/NRPS (clbB), den putativen Schl{\"u}sselenzymen Thioesterase (clbQ) und Phosphopantetheinyl-Transferase (clbA) oder dem m{\"o}glichen Regulator clbR nicht {\"u}berwunden werden. Mittels Luziferase-Reportergenfusionen konnte ein Einfluss unterschiedlicher Medien und Kulturbedingungen auf die Promotoraktivit{\"a}t einzelner Gene festgestellt werden. Dies wurde auf den Einfluss des BarA/UvrY- Zweikomponentensystems zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, welches {\"u}ber CsrA/CsrBC den Kohlenstoff-Metabolismus von E. coli post-transkriptional reguliert. Die nat{\"u}rliche uvrY-Deletionsmutante UPEC 536 wies trotz des Besitzes des kompletten PKS/NRPS-Genclusters keinen zytopathischen Effekt auf. Dieser konnte jedoch durch Komplementation mit uvrY wieder hergestellt werden. Dies ist der erste Hinweis f{\"u}r einen außerhalb der asnW-Insel liegenden Regulationsmechanismus der PK/NRP-Synthese. Die Funktion des Peptid-Polyketids in vivo bleibt weiterhin unklar und k{\"o}nnte sowohl Fitness als auch Virulenz von E. coli beeinflussen.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lappann2007,
  author    = {Lappann, Martin},
  title     = {Morphologische und funktionelle Untersuchungen zur Biofilmbildung bei dem humanen Pathogen Neisseria meningitidis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23546},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {1. Zusammenfassung Neisseria meningitidis ist weltweit ein bedeutender Erreger invasiver Infektionen bei Kindern und Heranwachsenden. Der in vielen L{\"a}ndern niedrigen Inzidenz stehen hohe Raten asymptomatischer Kolonisation des menschlichen Nasopharynx mit Meningokokken gegen{\"u}ber. W{\"a}hrend die Pathogenese durch Meningokokken ausf{\"u}hrlich untersucht ist, wurde dem Tr{\"a}gertum von Meningokokken bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt, nicht zuletzt auch wegen des Fehlens eines geeigneten Tiermodells. K{\"u}rzlich publizierte Daten lassen die asymptomatische Persistenz von Meningokokken in einem Biofilm-{\"a}hnlichen Stadium auf und innerhalb des Tonsillengewebes vermuten. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Etablierung eines Biofilmmodells f{\"u}r Meningokokken als ein Modell f{\"u}r asymptomatisches Tr{\"a}gertum. Es wurde zudem die Biofilmbildung von Meningokokken unterschiedlichster klonaler Linien mit dem Ziel untersucht, auf molekularer Ebene die Biofilmbildung bei Meningokokken zu verstehen. In statischen Biofilmtests konnte gezeigt werden, dass Biofilmbildung eine ubiquit{\"a}re Eigenschaft von Meningokokken ist, solange diese keine Kapsel exprimieren. Hierbei war es unerheblich, ob Tr{\"a}gerisolate oder Isolate aus invasiven Meningokokkenerkrankungen untersucht wurden. Durch die Konstruktion fluoreszierender Meningokokkenst{\"a}mme und die Etablierung eines Minimalmediums konnte f{\"u}r Meningokokken ein standardisiertes Biofilmmodell unter Flussbedingungen erstellt werden. Das Flussmodell f{\"u}r Meningokokkenbiofilme erwies sich als {\"a}ußerst robust und reproduzierbar. Es wurde deutlich, dass Meningokokken Biofilme unterschiedlicher Struktur ausbildeten, die teilweise {\"u}ber 120 Stunden in vitalem Zustand gehalten werden konnten. Die Mehrzahl der St{\"a}mme bildete heterogene Biofilme mit distinkten Mikrokolonien aus, w{\"a}hrend andere St{\"a}mme homogene Biofilme ohne Mikrokolonien ausbildeten. Diese strukturellen Unterschiede hatten keinen Effekt auf die Antibiotika-Empfindlichkeit der Biofilme. Es konnte gezeigt werden, dass Meningokokkenbiofilme durch Ciprofloxacin und Rifampicin, nicht aber durch Penicillin im Wachstumsmedium abget{\"o}tet werden konnten. Diese Ergebnisse passen zu in vivo-Befunden, die zeigen, dass Ciprofloxacin und Rifampicin im Gegensatz zu Penicillin sehr zuverl{\"a}ssig das Tr{\"a}gertum von Meningokokken eradizieren k{\"o}nnen. Durch die Untersuchung der Biofilmbildung von PilX- und PilE-Mutanten konnte die Bedeutung der Twitching Motility f{\"u}r die Mikrokoloniebildung im Meningokokkenbiofilm aufgezeigt werden. Ausgepr{\"a}gte Motilit{\"a}t f{\"u}hrte zu Mikrokoloniebildung, w{\"a}hrend weitgehend unbewegliche St{\"a}mme flache unstrukturierte Biofilme bildeten. In der vorliegenden Arbeit konnte der Verlust der Mikrokoloniebildung bei der PilX-Mutante durch Reduktion der Piliierung, die zu verminderter Motilit{\"a}t f{\"u}hrte, erkl{\"a}rt werden. Autoaggregation der Zellen spielte f{\"u}r die Mikrokoloniebildung keine Rolle, was im Widerspruch zur k{\"u}rzlich publizierten Rolle von PilX steht. Initiale Schritte der Biofilmbildung bei Meningokokken k{\"o}nnten von extrazellul{\"a}rer DNA (exDNA) abh{\"a}ngen, da die Zugabe von DNase zur Vorkultur die Biofilmbildung verhinderte, jedoch bestehende reife Biofilme nicht aufl{\"o}ste. Die Funktion, der Mechanismus der Freisetzung, sowie die Menge und Verteilung dieser exDNA in Meningokokkenbiofilmen wird Gegenstand zuk{\"u}nftiger Untersuchungen sein.},
  language  = {de}
}