@phdthesis{Troge2012,
  author    = {Troge, Anja},
  title     = {Studien am Flagellensystem des Escherichia coli Stammes Nissle 1917 (EcN) im Hinblick auf seine Funktion als Probiotikum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74201},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) geh{\"o}rt zu den am besten untersuchten und charakterisierten probiotischen Bakterienst{\"a}mmen. Seit Beginn des letzten Jahrhunderts wird er als Medikament eingesetzt, um verschiedene Darmerkrankungen wie z.B. Diarrh{\"o}e, entz{\"u}ndliche Darmerkrankungen und Verstopfung zu behandeln. Die Flagelle des EcN vermittelt Beweglichkeit und kann die Produktion von humanem β-Defensin 2 (hBD2) durch Epithelzellen induzieren. Somit ist dieses Organell direkt in die probiotische Funktion des EcN involviert. Es konnte gezeigt werden, dass die Flagellen anderer Bakterien, wie z.B. dem probiotischen Stamm Bacillus cereus CH oder den pathogenen St{\"a}mmen Pseudomonas aeruginosa und Clostridium difficile, die Adh{\"a}sion an intestinalen Mucus, welcher von Epithelzellen sekretiert wird, vermitteln. Allerdings blieb unklar, welcher Teil der Flagelle an welche Mucuskomponente bindet. Die F{\"a}higkeit effizient an Wirtgewebe zu adh{\"a}rieren wird als wichtiges Attribut eines probiotischen Stammes angesehen. Ex vivo Adh{\"a}sionsstudien mit Kryoschnitten humaner Darmbiopsien haben gezeigt, dass die Flagelle des EcN in die effiziente Adh{\"a}sion an humanes Darmgewebe involviert sein muss. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit die Funktion der Flagelle des EcN als Adh{\"a}sin untersucht. Zun{\"a}chst wurde die hyperflagellierte Variante EcN ATHF isoliert und durch verschiedene Experimente, z.B. Schw{\"a}rmagartests und Elektronenmikroskopie, charakterisiert. Weitere ex vivo Adh{\"a}sionsstudien mit EcN ATHF zeigten eine h{\"o}here Adh{\"a}sionseffizienz dieser hyperflagellierten Variante und best{\"a}tigten damit die Rolle der Flagelle bei der effizienten Adh{\"a}sion von EcN an die Kryoschnitte der humanen Darmbiopsien. Interessanterweise fungierte die Flagelle in in vitro Studien mit den humanen Epithelzellen Caco-2 und T24 nicht als Adh{\"a}sin. Diese Unterschiede zwischen den in vitro und ex vivo Studien f{\"u}hrten zu der Annahme, dass die Flagelle des EcN in vivo die Adh{\"a}sion an Mucus vermittelt, welcher von den Caco-2- und T24-Zellen nicht produziert wird, aber in den Kryoschnitten der Darmbiopsien nachgewiesen wurde. Diese Vermutung wurde durch in vitro Adh{\"a}sionsstudien mit der Mucin-produzierenden Epithelzelllinie LS174-T best{\"a}tigt, da die Flagellen f{\"u}r eine effektive Adh{\"a}sion an diese Zellen essentiell waren. Zudem reduzierte die Pr{\"a}inkubation flagellierter EcN-St{\"a}mme mit Mucin2 ihre Adh{\"a}sionseffizienz an Kryoschnitte humaner Darmbiopsien. Um die direkte Interaktion zwischen Flagellen des EcN Wildtyps und Mucus zu zeigen, wurde ein ELISA etabliert. Es konnte eine direkte konzentrationsabh{\"a}ngige Interaktion zwischen isolierten Flagellen des EcN Wildtyps und Mucin2, bzw. humanem Mucus (Kolon) beobachtet werden. Interessanterweise konnte keine Interaktion zwischen isolierten Flagellen des EcN Wildtyps und murinem Mucus (Duodenum, Ileum, Caecum, Colon) festgestellt werden. Dies weist darauf hin, dass die Mucuszusammensetzung zwischen verschiedenen Spezies variiert. Verschiedene Kohlenhydrate, welche bekannte Mucusbestandteile sind, wurden auf ihre Interaktion mit der Flagelle von EcN getestet und Gluconat wurde als ein Rezeptor identifiziert. Die Pr{\"a}inkubation isolierter Flagellen mit Gluconat reduzierte ihre Interaktion mit Mucin2, bzw. humanem Mucus signifikant. Zudem wurde die oberfl{\"a}chenexponierte Dom{\"a}ne D3 des Flagellins, der Hauptuntereinheit der Flagelle, als m{\"o}glicher Interaktionspartner von Mucin2, bzw. humanem Mucus ausgeschlossen. Flagellen, die aus einer Dom{\"a}ne D3 Deletionsmutante isoliert wurden, zeigten sogar eine effizientere Bindung an Mucin2, bzw. humanen Mucus. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass {\"A}nderungen des pH-Wertes signifikante Effekte auf die Interaktion zwischen Mucus und isolierten Flagellen hatten, vermutlich aufgrund von Konformations{\"a}nderungen. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit die Flagelle als neues und scheinbar wichtigstes Adh{\"a}sin in vivo f{\"u}r den probiotischen Stamm EcN identifiziert. Hierf{\"u}r wurden sowohl eine hyperflagellierte Variante, eine ΔfliC Mutante, sowie der dazugeh{\"o}rige komplementierte Stamm verwendet. EcN ist zudem der erste probiotische Stamm f{\"u}r den eine direkte Bindung der Flagellen an humanen Mucus nachgewiesen werden konnte. Die Mucuskomponente Gluconat konnte dabei als wichtiger Rezeptor identifiziert werden. Da einige pathogene Bakterien ihre Flagelle zur Adh{\"a}sion an Wirtsgewebe nutzen, k{\"o}nnte dieses Organell EcN dazu bef{\"a}higen, mit Pathogenen um die erfolgreiche Kolonisierung des Darms zu konkurrieren, was als wichtige Eigenschaft eines Probiotikums betrachtet wird.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {de}
}
@article{SchrotenWolskePlogmannetal.1991,
  author    = {Schroten, Horst and Wolske, Anja and Plogmann, Ricarda and Hanisch, Franz-Georg and Hacker, J{\"o}rg and Uhlenbr{\"u}ck, Gerhard and Wahn, Volker},
  title     = {Binding of cloned S-fimbriated E. coli to human buccal epithelial cells-different inhibition of binding by neonatal saliva and adult saliva.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-86291},
  year      = {1991},
  abstract  = {Investigations were carried out on the adhesion of cloned S-fimbriated E. coli, labelled with fluoresceinisothiocyanate (FITC) to human buccal epithelial cells. Fluorescence microscopic analysis revealed binding of bacteria to 75-95\% of epithelial cells. Inhibition experiments with fetuin, a 1-acid glycoprotein and N-acetyl neuraminic acid confirmed the specificity of bacterial binding to sialoglycoproteins. Further studies using saliva as an inhibitor resulted in a 4-5 times stronger binding inhibition by newborn saliva in comparison to adult saliva coinciding with a 4-5 times higher content of total N-acetyl neuraminic acid in samples of newborn saliva. In Western blot analysis sialoglycoprotein bands with a molecular weight >200 kD reacting with wheat germ agglutinin (WGA), were only identified in samples of newborn saliva. These bands are classified as mucins on account of molecular weight and staining. These data suggest that saliva mucins could represent a major defense mechanism against bacterial infections at a stage of ontogeny where the secretory IgAsystem is not yet developed.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rennemeier2007,
  author    = {Rennemeier, Claudia},
  title     = {Charakterisierung der Thrombospondin-1 vermittelten Anheftung von Streptococcus pneumoniae an humane Wirtszellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23183},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Thrombospondin-1 (TSP1) ist ein matrizellul{\"a}res, Calcium-bindendes Glykoprotein, das an der Regulation verschiedener zellul{\"a}rer Prozesse beteiligt ist. TSP1 wird von unterschiedlichen Zelltypen gebildet und ist vor allem in den \&\#945;-Granula der Thrombozyten zu finden, aus denen es nach deren Aktivierung sekretiert wird. Streptococcus pneumoniae (Pneumokokken) sind Gram-positive humanpathogene Bakterien. Sie besiedeln asymptomatisch den menschlichen Respirationstrakt und k{\"o}nnen schwerwiegende lokale Infektionen und lebensbedrohliche Erkrankungen, wie z.B. Sepsis, bakterielle Meningitis oder invasive Pneumonien ausl{\"o}sen. Die Anheftung von S. pneumoniae an Wirtsstrukturen ist ein initialer Schritt f{\"u}r die Kolonisierung mukosaler Epitheloberfl{\"a}chen. In dieser Arbeit wird die Bedeutung des humanen TSP1 f{\"u}r die Pathogen-Wirt Interaktion analysiert und der Effekt f{\"u}r die Pathogenese demonstriert. Verschiedene Bindungsstudien und durchflusszytometrische Analysen zeigten eine Assoziation von S. pneumoniae an aktivierte Thrombozyten und an l{\"o}sliches und immobilisiertes TSP1. In in vitro Infektionsversuchen konnte nachgewiesen werden, dass wirtszellgebundenes TSP1 die Adh{\"a}renz an und Invasion in Epithel- bzw. Endothelzellen vermittelt. TSP1 {\"u}bernimmt die Funktion als Br{\"u}ckenmolek{\"u}l zwischen S. pneumoniae und eukaryontischen Wirtszellen. Zur Charakterisierung des bakteriellen Adh{\"a}sins f{\"u}r TSP1 wurden die Pneumokokken mit dem proteolytischen Enzym Pronase E bzw. mit der Zucker oxidierenden Substanz Natriumperiodat inkubiert. Eine Behandlung mit Natriumperiodat reduzierte die TSP1 vermittelte Adh{\"a}renz der Pneumokokken an humane Wirtszellen. Im Gegensatz dazu hatte die Behandlung mit Pronase E keinen Einfluss auf die TSP1 vermittelte Anheftung von S. pneumoniae an eukaryontische Zellen. Diese Ergebnisse deuten an, dass es sich bei dem bakteriellen Adh{\"a}sin f{\"u}r TSP1 um eine oberfl{\"a}chenlokalisierte Glykostruktur der Pneumokokken handelt. Die TSP1 vermittelte bakterielle Adh{\"a}renz der Pneumokokken an Wirtszellen konnte durch Pneumokokken-spezifisches Phosphorylcholin bzw. durch Lipoteichons{\"a}uren nicht reduziert werden. Im Gegensatz dazu wurde die TSP1 vermittelte Adh{\"a}renz von S. pneumoniae an Wirtszellen durch Zugabe von l{\"o}slichem Peptidoglykan signifikant inhibiert. In verschiedenen Bindungsstudien wurde das Peptidoglykan als Pneumokokken-Adh{\"a}sin f{\"u}r TSP1 identifiziert. Weiterhin wurde herausgestellt, dass nicht nur S. pneumoniae, sondern auch andere Gram-positive pathogene Bakterien, wie Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Listeria monocytogenes und verschiedene apathogene Bakterien mit TSP1 interagieren, im Gegensatz zu Gram-negativen Bakterien. Es konnte gezeigt werden, dass TSP1 das Peptidoglykan aller getesteten Gram-positiven Bakterien erkennt. Diese Beobachtung weist auf einen allgemeing{\"u}ltigen Mechanismus der Bakterien-Wirt Interaktion hin, der wahrscheinlich von großer Bedeutung f{\"u}r die Pathogenese Gram-positiver Bakterien ist. Als Rezeptoren f{\"u}r TSP1 auf der Wirtszellseite wurden Proteoglykane auf der Oberfl{\"a}che von eukaryontischen Zellen identifiziert. Weiterhin konnte herausgestellt werden, dass eine Interaktion der Gram-positiven Bakterien mit TSP1 nicht nur eine Adh{\"a}renz an Wirtszellen vermittelt, sondern die Bakterien vor einer Phagozytose durch prim{\"a}re Granulozyten sch{\"u}tzt. Zusammenfassend beweisen diese Ergebnisse eine spezifische Interaktion von Gram-positiven Bakterien mit TSP1, die zur bakteriellen Kolonisierung des Wirtsgewebes beitr{\"a}gt. Das Peptidoglykan {\"u}bernimmt die Funktion eines bakteriellen Adh{\"a}sins f{\"u}r TSP1, so dass TSP1 als molekulare Br{\"u}cke die Interaktion von Gram-positiven Bakterien und Wirtszell-Proteoglykanen vermittelt. Diese Untersuchungen tragen in bedeutender Weise zu einem besseren Verst{\"a}ndnis der Pathogenese von Infektionen durch S. pneumoniae und anderen Gram-positiven Bakterien bei.},
  subject      = {Streptococcus pneumoniae},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hufnagel2007,
  author    = {Hufnagel, Katja},
  title     = {Bakterielle Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien - Screening von Kohlehydraten auf antibakterielle Wirkung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25163},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es, eine Reihe von 17 ausgew{\"a}hlten Kohlehydraten auf deren F{\"a}higkeit zu bewerten, die Adh{\"a}renz humanpathogener Enteritis-/Di{\"a}rrhoe-Erreger zu reduzieren oder g{\"a}nzlich zu verhindern. Gestestet wurde die Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien. Hierbei wurde die bakterielle Adh{\"a}sion ohne Zusatz der Kohlehydrate bestimmt und als Vergleichswert gegen{\"u}ber dem Ansatz mit Zusatz der Kohlehydrate herangezogen. Dabei kamen St{\"a}mme folgender Spezies zum Einsatz: entero-aggregative E. coli, entero-h{\"a}morrhagische E. coli, entero-pathogene E. coli, entero-toxigene E. coli, Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Shigella flexneri. Als Positiv-Kontrolle wurde Citrobacter freundii verwendet.},
  subject      = {Kohlenhydrate},
  language  = {de}
}