@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}
}