@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}
}
@phdthesis{Seo2012,
  author    = {Seo, Ean Jeong},
  title     = {Construction of recombinant E. coli Nissle 1917 (EcN) strains for the expression and secretion of defensins},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72005},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Der probiotische Escherichia coli Stamm Nissle 1917 (EcN) ist eines der wenigen Probiotika, die als aktive Komponente eines Medikaments in mehreren L{\"a}ndern zugelassen sind. Am besten ist die Wirksamkeit des EcN f{\"u}r die Remissionserhaltung von an Colitis Ulcerosa leidenden Patienten dokumentiert. Diese F{\"a}higkeit ist vermutlich darauf zur{\"u}ckzuf{\"u}hren, dass EcN in der Lage ist die Produktion des humanen beta-Defensins 2 (HBD2) mittels seiner Flagelle zu Induzieren. In dieser Studie wurden rekombinante EcN St{\"a}mme konstruiert, die ein Defensin zu produzieren verm{\"o}gen. Zu diesem Zweck wurden Kodon-optimierte Defensingene in Expressionsplasmidvektoren kloniert, die entweder die Proform mit der Signalsequenz oder die reife Defensinform des humanen -Defensins 5 (HD5) oder des humanen -Defensins 2 (HBD2) unter der Kontrolle des T7-Promotors kodieren. Die Synthese dieser Defensine wurde mittels Western-Blot nach der Induktion der Expression und der Lyse der rekombinanten EcN St{\"a}mme demonstriert. Das rekombinante reife HBD2 mit einem N-terminalen His-Tag konnte mittels Ni-S{\"a}ulen-Chromatographie aufgereinigt werden. Das so gewonnene HBD2 zeigte antimikrobielle Aktivit{\"a}t gegen E. coli, Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Listeria monocytogenes. In einem zweiten Ansatz wurde der Teil des HBD2-Gens mit dem yebF-Gen fusioniert, der das reife HBD2 kodiert. Das resultierende Fusionsprotein YebFMHBD2 wurde von dem entsprechenden EcN Stamm nach Induktion der Expression sekretiert. Die Pr{\"a}senz von YebFMHBD2 im Medium war nicht das Ergebnis von Zellyse wie Western-Blots spezifisch f{\"u}r die -Galaktosidase und das Maltose-Bindeprotein mit dem Kultur{\"u}berstand zeigten. Dieser Kultur{\"u}berstand inhibierte das Wachstum von E. coli, Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Listeria monocytogenes nach Dialyse und Aufkonzentration sowohl in Agardiffusionsassays als auch in Fl{\"u}ssigcokultur. Damit konnte gezeigt werden, dass EcN ein f{\"u}r die Produktion von bestimmten humanen Defensinen geeignetes Probiotikum darstellt. EcN ist bei der Behandlung von Morbus Crohn Patienten nicht aktiv. Dies ist vermutlich in der genetisch bedingten Unf{\"a}higkeit zur ausreichenden Defensinproduktion solcher Individuen begr{\"u}ndet. Als ein erster Schritt in der Entwicklung von alternativen Ans{\"a}tzen zur Behandlung Morbus Crohn Patienten wurden in dieser Arbeit EcN St{\"a}mme konstruiert, die in der Lage sind HD5 oder HBD2 zu produzieren.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rund2014,
  author    = {Rund, Stefan A.},
  title     = {Interferenz des probiotischen Escherichia coli Stammes Nissle 1917 mit Adh{\"a}sion, Replikation und Shiga Toxin Produktion von EHEC St{\"a}mmen in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-104837},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {E. coli Nissle 1917 (EcN) z{\"a}hlt durch seine fast hundertj{\"a}hrige Nutzung als Arzneimittel und aufgrund der weitreichenden Forschung w{\"a}hrend der letzten Jahrzehnte mittlerweile zu einem der am besten untersuchten Probiotika. EcN wird als Medikament zur Remissionserhaltung von Patienten mit Kolitis, bei chronischer Verstopfung und bei Durchfall von Kleinkindern eingesetzt. Der enteroaggregative - h{\"a}morrhagische - E. coli (EAHEC) mit dem Serotyp O104:H4 war 2011 in Deutschland f{\"u}r den bisher gr{\"o}ßten EHEC-Ausbruch seit Beginn der Aufzeichnungen verantwortlich. Es fehlt bis zum heutigen Tage immer noch an effektiven M{\"o}glichkeiten einer Infektionsprophylaxe oder einer Behandlung der Erkrankung. Ein alternatives Therapeutikum wird daher dringend ben{\"o}tigt. In dieser Arbeit wurden die antagonistischen Effekte von EcN auf pathogene E. coli St{\"a}mme wie dem EHEC Stamm EDL933 oder klinischen EAHEC O104:H4 Isolaten untersucht. Es wurden die Auswirkungen von EcN auf die Adh{\"a}sion an humane Epithelzellen, das Wachstum und die Shiga Toxin Produktion der pathogenen St{\"a}mme untersucht. Zus{\"a}tzlich wurde die Resistenz von EcN gegen{\"u}ber Shiga Toxin Phagen nachgewiesen. Zun{\"a}chst wurde die Adh{\"a}sionseffizienz der verschiedenen E. coli St{\"a}mme bestimmt. Der am schlechtesten an die humanen Epithelzelllinien Caco-2 und LS-174T adh{\"a}rierende Stamm war EcN. Dies ist insofern {\"u}berraschend, da von Probiotika erwartet wird, besser als Pathogene an Epithelzellen zu adh{\"a}rieren. Dem ungeachtet konnte jedoch gezeigt werden, dass EcN die Adh{\"a}sion von zwei EAHEC O104:H4 Isolaten, des nahe verwandten enteroaggregativen E. coli (EAEC) Stammes 55989 und des enteroh{\"a}morrhagischen (EHEC) E. coli Stammes O157:H7 EDL933 an beide Zelllinen hemmt. Die von EcN produzierten Mikrozine M und H47 konnten hier f{\"u}r einen Teil des beobachteten anti-adh{\"a}siven Effektes von EcN auf die pathogenen E. coli St{\"a}mme verantwortlich gemacht werden. Die Mikrozine wurden hier als einzige Substanz, die das Wachstum der pathogenen E. coli St{\"a}mme beeinflusst, identifiziert. Einer der wichtigsten Virulenzfaktoren von EAHEC und EHEC St{\"a}mmen ist das Shiga Toxin. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass EcN die Shiga Toxin Produktion der am h{\"a}ufigsten auftretenden EHEC St{\"a}mme (´Big Five´: O157:H7, O26:H11, O103:H2, O111:H-, O145:H25) und der klinischen Isolate von EAHEC O104:H4 im Zellkulturmedium DMEM hemmt. Auff{\"a}llig war, dass die Stx1 Produktion von EHEC O103:H2 und O111:H- nicht nur von EcN, sondern auch von E. coli K-12 Stamm MG1655, gehemmt wurde, im Gegensatz zur EcN-spezifischen Blockierung der Stx2-Produktion in den Serotypen O104:H4, O26:H11, O145:H25. Die Reduktion der Stx-Produktion in EAHEC O104:H4 TY3730 und TY3456, sowie EHEC O26:H11 war zum Teil von der Mikrozinproduktion abh{\"a}ngig. Diese hatte jedoch keinen Einfluss auf die Stx-Produktion in EHEC O157:H7 EDL933 und EHEC O145:H25. Bei Verwendung von LB-Medium zeigte sich im Gegensatz zum DMEM-Medium keine Mikrozin-Abh{\"a}ngigkeit der Toxinproduktion bei den EAHEC Isolaten TY3730 und TY3456. Die Toxinproduktion von EHEC EDL933 wurde ebenfalls nicht durch die Deletion der Mikrozin-Gene in EcN beeinflusst. Studien der Toxinproduktion in SCEM-Medium zeigten ebenfalls eine EcN-Dosisabh{\"a}ngige Reduktion der Stx-Produktion in Co-Kultur. Um den Mechanismus der Hemmung der Stx-Produktion zu untersuchen, wurden Versuche mit der EcN-Mutante EcN::luxS durchgef{\"u}hrt. Diese Deletion des AI-2 ´Quorum sensing´ Molek{\"u}ls in EcN hatte allerdings keinen Einfluss auf die Hemmung der Stx-Produktion. Der Einsatz von Acetat f{\"u}hrte, im Gegensatz zu publizierten Ergebnissen, nicht zu einer Reduktion der Stx-Produktion. Auch eine Beeinflussung der Lyse der EHEC-Bakterien, oder der Verminderung der Sekretion von Shiga Toxin durch EcN, konnte widerlegt werden. Zur Untersuchung der Stx-Expression wurde ein Assay mit einem biolumineszenten C-P (Chromosom-Plasmid) Reporter System etabliert. Damit konnte die Shiga Toxin Expression im Stammhintergrund EHEC EDL933 in Echtzeit untersucht werden. Hier wurde wiederum eine Reduktion der Shiga Toxin Expression in Co-Kultur mit EcN erfolgreich nachgewiesen. In weiteren Versuchen konnte gezeigt werden, dass EcN nicht nur die Shiga Toxin Produktion von nicht-induzierten EAHEC Bakterien, sondern auch in mit Mitomycin C induzierten Bakterien hemmt. Als wichtiger Sicherheitsaspekt einer Behandlung mit EcN wurde die Resistenz von EcN gegen{\"u}ber Shiga Toxin Phagen untersucht. Die Infektion der Bakterien wurde hierbei mit stx-spezifischer PCR, Phagen-Plaque-Assay, Stx-ELISA und K+-Efflux Assay untersucht. Es konnte durch diese verschiedenen Methoden erfolgreich gezeigt werden, dass EcN nicht durch Shiga Toxin Phagen infiziert wird. Als m{\"o}glicher Resistenzmechanismus kommt hier eine Mutation vom Phagenrezeptor LamB in Frage, was jedoch noch best{\"a}tigt werden muss. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit wichtige antagonistische Effekte von EcN auf pathogene E. coli St{\"a}mme untersucht, die als Grundlage von neuen und dringend ben{\"o}tigten Behandlungen von EHEC-Infektionen dienen k{\"o}nnen.},
  subject      = {EHEC},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rehder2018,
  author    = {Rehder, Juliane},
  title     = {Einfluss des t{\"a}glichen Konsums L. reuteri-haltiger Lutschtabletten auf die Mundgesundheit von Besatzungsmitgliedern eines Marineschiffes in See},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164074},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Die Hemmwirkung des regelm{\"a}ßigen Konsums probiotischer Lactobacillus reuteri-St{\"a}mme auf die Auspr{\"a}gung oraler Entz{\"u}ndungen ist mittlerweile durch eine ganze Reihe klinischer Interventionsstudien gut belegt. Die allgemeinen Lebensumst{\"a}nde der untersuchten Probanden waren dabei jedoch in der Regel wenig standardisiert, so dass eine m{\"o}gliche Beeintr{\"a}chtigung der Validit{\"a}t der Studiendaten durch nicht kontrollierte externe Faktoren wie etwa Lebensstil oder Ern{\"a}hrung bislang nicht ausgeschlossen werden konnte. Daher war es das Ziel dieser prospektiven, randomisierten, doppelt verblindeten und placebokontrollierten Interventionsstudie {\"u}ber einen Beobachtungszeitraum von sechs Wochen die Auswirkungen des t{\"a}glichen Konsums probiotischer, L. reuteri-haltiger Lutschtabletten auf Parameter der oralen Gesundheit von 72 Besatzungsmitgliedern einer Fregatte der Deutschen Marine zu evaluieren, die w{\"a}hrend einer Einsatzvorbereitung in See unter weitgehend vergleichbaren Lebens- und Ern{\"a}hrungsbedingungen ihren Dienst versahen. Zu Studienbeginn, sowie nach zwei und sechs Wochen wurden an den Ramfjordz{\"a}hnen (Z{\"a}hne 16, 21, 24, 36, 41, 44) der Probanden die Anzahl der auf Sondierung blutenden Zahnfleischtaschen (BoP) als prim{\"a}rem Studien-endpunkt erfasst. Dar{\"u}ber hinaus wurden als sekund{\"a}re Endpunkte die Taschensondierungstiefe (PPD), das klinische Attachmentniveau (CAL), der Gingival-Index (GI) und der Plaque Control Record (PCR) aufgezeichnet. Mit Hilfe einer doppelt verblindeten Zuteilungsstrategie wurden die Probanden zuf{\"a}llig der L. reuteri-Gruppe (n=36) oder der Placebogruppe (n=36) zuge-ordnet. Sie erhielten nachfolgend einen f{\"u}r die Studiendauer ausreichenden Vorrat an L. reuteri- oder Placebo-Lutschtabletten mit der Anweisung, diese in den n{\"a}chsten sechs Wochen zweimal t{\"a}glich zu konsumieren. 30 Probanden der L. reuteri-Gruppe sowie 32 Probanden der Placebogruppe beendeten die Studie mit vollst{\"a}ndig erfassten Datens{\"a}tzen. Ihre Analyse enth{\"u}llte f{\"u}r die L. reuteri-Gruppe einen signifikanten (p<0,001) R{\"u}ckgang der beobachteten BoP-Mittelwerte von initial 41\% (±22 SD) aller erfassten Messstellen auf 10 \% (±13 SD) nach sechs Wochen. In der Placebogruppe hingegen kam es w{\"a}hrend des Beobachtungszeitraums zu einer signifikanten (p=0.05) Zunahme der BoP-Mittelwerte gegen{\"u}ber der Ausgangssituation von initial 37 \% (±20 SD) auf 43 \% (±17 SD) am Studienende. Auch bez{\"u}glich aller sekund{\"a}ren Endpunkte (PPD, CAL, GI, PCR) konnte in der L. reuteri-Gruppe eine signifikante Verbesserung der oralen Gesundheit zwischen Studienbeginn und Studienende beobachtet werden, w{\"a}hrend sich wiederum in der Placebo-Gruppe im Beobachtungszeitraum eine statistisch verifizierbare Verschlech¬terung aller erfassten sekund{\"a}ren Endpunkte ergab. Die Ergebnisse dieser unter weitgehend kontrollierten Lebens- und Ern{\"a}hrungsbedingungen durchgef{\"u}hrten Untersuchung belegen, dass der regelm{\"a}ßigem Konsum probiotischer, L. reuteri-haltiger Lutschtabletten unter den Einsatzbedingungen in See nicht nur eine in der Placebogruppe beobachtete Verschlechterung der oralen Gesundheit verhinderte, sondern diese vielmehr im Vergleich zum Ausgangsbefund signifikant verbesserte. Der adjunktive Konsum L. reuteri-haltiger Lutschtabletten k{\"o}nnte daher eine kosteng{\"u}nstige und einfach zu implementierende Maßnahme darstellen, um einer unter milit{\"a}rischen Einsatzbedingungen h{\"a}ufiger zu beobachtenden Verschlechterung der oralen Gesundheit wirksam vorzubeugen.},
  subject      = {Probiotikum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Oswald2006,
  author    = {Oswald, Sibylle},
  title     = {Molekularbiologische Untersuchungen des probiotischen Escherichia coli Stammes DSM 6601 und Entwicklung der stammeigenen Plasmide als Klonierungsvektoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23935},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Der apathogene E. coli Stamm DSM 6601 (E. coli Nissle 1917) kann als Modellorganismus f{\"u}r die Verwendung eines kommensalen Gram-negativen Bakterienstammes als Probiotikum angesehen werden. Dieser E. coli Stamm wurde intensiv erforscht und seine Eigenschaften sind daher gut charakterisiert. Der probiotische Charakter dieses Bakterienstammes ist auf gute Kolonisierungseigenschaften des menschlichen Darms, immunmodulatorische Effekte und antagonistische Wirkungen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Der E. coli Stamm DSM 6601 wird seit einigen Jahrzehnten zur Behandlung verschiedener gastrointestinaler Erkrankungen eingesetzt und seine therapeutische Wirksamkeit ist wissenschaftlich bewiesen. Daher eignet sich dieser Stamm als Modellstamm f{\"u}r die Entwicklung eines bakteriellen Lebendvektors, der f{\"u}r mukosale Immunisierungen oder die zielgerichtete Lieferung von therapeutischen Molek{\"u}len in den Darm eingesetzt werden k{\"o}nnte. Ein Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der kryptischen Plasmide pMUT1 und pMUT2 des probiotischen E. coli Stammes DSM 6601 durch Analyse der DNA-Sequenz. Die Analyse ergab, dass das Plasmid pMUT1 ein Replikationssystem vom ColE1-Typ, ein Mobilisierungssystem sowie eine Stabilit{\"a}tsregion enth{\"a}lt, w{\"a}hrend das Plasmid pMUT2 ein ColE2-{\"a}hnliches Replikationssystem und ein anderes Mobilisierungssystem besitzt. In beiden Plasmiden konnten keine weiteren offenen Leserahmen mit bekannter Funktion identifiziert werden. Des Weiteren wurde ein spezifisches PCR-Nachweissystem f{\"u}r den E. coli Stamm DSM 6601 etabliert, das auf einer Methode zur direkten DNA-Isolierung aus Stuhlproben und einem optimierten PCR-Protokoll f{\"u}r auf den kryptischen Plasmiden basierende Primerkombinationen beruht. Dadurch konnte eine Sensitivit{\"a}t von 10(3)-10(4) Bakterien/0,1 g Stuhl erreicht werden, die vergleichbar mit den Nachweisgrenzen anderer beschriebener PCR-Nachweissysteme ist. Durch Analysen von Patientenstuhlproben wurde die Spezifit{\"a}t und der diagnostische Nutzen dieses PCR-Nachweissystems best{\"a}tigt. Dar{\"u}ber hinaus wurde eine plasmidfreie Variante des E. coli Stammes DSM 6601 hergestellt. Durch funktionelle Untersuchungen dieses Stammes konnten keine Unterschiede im Vergleich zu dem Wildtyp festgestellt werden, wodurch eine m{\"o}gliche Funktion der beiden kryptischen Plasmide weiterhin unklar bleibt. Diese plasmidfreie Variante kann als Lebendvektor f{\"u}r rekombinante Plasmide auf Basis der Plasmide pMUT1 und pMUT2 verwendet werden. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von stabilen Klonierungsvektoren f{\"u}r den probiotischen E. coli Stamm DSM 6601. Durch Integration von Antibiotika-Resistenzkassetten in die Plasmide pMUT1 und pMUT2 wurden Klonierungsvektoren konstruiert, die auch nach Insertion weiterer DNA-Fragmente ohne Antibiotika-Selektionsdruck stabil in diesem Stamm beibehalten werden. Zus{\"a}tzlich wurde durch die stabile Expression von fluoreszierenden Proteinen ein visuelles Nachweissystem etabliert, das bei in vivo Experimenten verwendet werden kann. Dadurch wird die M{\"o}glichkeit geboten, Erkenntnisse {\"u}ber Kolonisierungseigenschaften sowie Interaktionen des E. coli Stammes DSM 6601 mit endogenen Mikroorganismen und Zellen des Darmimmunsystems zu erlangen, was zur Aufkl{\"a}rung der Wirkungsweise dieses Stammes beitragen k{\"o}nnte. Im Hinblick auf die Entwicklung eines Lebendvakzins auf der Basis des probiotischen E. coli Stammes DSM 6601 wurden Adh{\"a}sine von humanpathogenen enteroh{\"a}morrhagischen E. coli und von tierpathogenen enterotoxischen E. coli in diesem Stamm exprimiert. Bei ersten Immunisierungsversuchen in M{\"a}usen konnte jedoch keine Induktion einer spezifischen Immunantwort gegen diese Adh{\"a}sine nachgewiesen werden. Weiterhin wurde die inhibitorische Wirkung des E. coli Stammes DSM 6601 auf die Invasivit{\"a}t von Salmonellen in vitro und in vivo untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Typ 1- und F1C-Fimbrien keine Rolle bei dem inhibitorischen Effekt in vitro spielen und dass durch diesen E. coli Stamm in konventionellen M{\"a}usen keine inhibitorischen Wirkungen nachzuweisen sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden durch die Entwicklung von stabilen Klonierungsvektoren und die Etablierung von Nachweissystemen f{\"u}r den probiotischen E. coli Stamm DSM 6601 die Grundlage f{\"u}r den Einsatz dieses Stammes als Lebendvektor und f{\"u}r in vivo Untersuchungen, die zur Aufkl{\"a}rung der Wirkungsmechanismen dieses Stammes beitragen k{\"o}nnten.},
  subject      = {Escherichia coli},
  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}
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