Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Forschungsbericht 2001-2002
 
Institut für Medizinische Mikrobiologie

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48149 Münster
Direktor: Prof. Dr. Georg Peters
 
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Forschungsschwerpunkte 2001 - 2002

Fachbereich 05 - Medizinische Fakultät
Institut für Medizinische Mikrobiologie
Biologie und Pathogenese von Staphylokokken-Infektionen


Staphylococcus aureus und Mukoviszidose

Mechanismen der Ko-Infektion von Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa in den Atemwegen von Patienten mit Mukoviszidose. Neben Pseudomonas aeruginosa ist S. aureus der häufigste Erreger, der in den Atemwegen von Patienten mit Mukoviszidose (CF) gefunden wird. S. aureus wird vorwiegend von Kindern unter 10 Jahren nachgewiesen, während zur Zeit der Adoleszenz P. aeruginosa vorherrscht. Es ist bislang nicht bekannt, warum es bei CF Patienten zu dieser altersbedingten Abfolge der Infektion kommt. Weiterhin ist ungeklärt, warum S. aureus in den höheren Altersstufen fast vollständig von P. aeruginosa aus der Lunge verdrängt wird. Ziel des Projektes ist es, Mechanismen zu analysieren, die das typische altersbedingte Infektionsmuster von CF-Patienten zu erklären helfen. Sowohl S. aureus als auch P. aeruginosa kommunizieren über ein zelldichte-abhängiges "quorum sensing" mittels sezernierter Botenstoffe. Nicht bekannt ist, ob es unter bestimmten Vorraussetzungen zu einer wechselseitigen Beeinflussung beider Spezies untereinander kommen kann. Bei S. aureus sind vier verschiedene Spezifitätsgruppen des agr Regulators bekannt, der für das quorum sensing verantwortlich ist. Isolate unterschiedlicher Spezifitätsgruppen inhibieren sich in ihrer agr abhängigen Antwort, wobei Mitglieder derselben Gruppe diese jeweils aktivieren.

Prävalenz der agr Spezifitätsgruppen von CF S. aureus Isolaten und Assoziation zu P. aeruginosa Ko-Infektion. Im Rahmen einer prospektiven Studie haben wir eine große Stammsammlung von CF S. aureus Isolaten aufgebaut. Wir konnten zunächst zeigen, daß die agr Verteilung bei Isolaten von CF Patienten sich nicht von der Verteilung der agr Gruppen bei Isolaten von Patienten mit verschiedenen S. aureus Infektionen (entzündlich und toxin-vermittelt), bei gesunden Trägern von S. aureus (Nasenbesiedlung) und Isolaten einer Kontrollgruppe von Patienten mit Bakteriämie, die im Rahmen einer multizentrischen Studie gesammelt wurden, unterscheidet. Es konnte keine Assoziation zwischen agr Gruppe und P. aeruginosa Infektion gezeigt werden, sodaß davon ausgegangen werden kann, daß die agr Spezifitätsgruppe keinen Einfluß auf die Ko-Infektion hat.

Charakteristika von S. aureus SCVs von Patienten mit Mukoviszidose. S. aureus-Stämme mit normalem Phänotyp sowie mit SCV-Phänotyp wurden bezüglich ihrer Empfindlichkeit gegenüber Defensinen, "killing"-Aktivität von professionellen Phagozyten, und auf ihre Fäfigkeit zur Adhäsion an die A 549 Zelllinie untersucht. SCVs zeigten sich weniger empfindluich gegenüber Protamin als die Elternstämme (verstärkt bei hohen Salzkonzentrationen), aber nicht gegenüber Dermaseptin. Ebenso waren keine Unterschiede gegenüber der bakteriziden Aktivität von Magainin festzustellen. Die Adhäsion an A 549 Zellen war bei einigen SCV-Stämmen verstärkt ausgeprägt. Die Aufnahme von SCVs durch Granulozyten war geringer als bei den Stämmen mit normalem Phänotyp, allerdings wurden die SCVs mit gleicher oder höherer Potenz in diesen Zellen abgetötet.

Drittmittelgeber:

IMF, KA 110123 12/02-11/03

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Barbara Kahl, PD Dr. Karsten Becker, Dr. Gabriele Lubritz, Dr. Gunnar Belling, Prof. Dr. Christof von Eiff, Univ.-Prof. Dr. Mathias Herrmann, Univ.-Prof. Dr. Georg Peters

Veröffentlichungen:

Kahl BC, Duebbers A, Lubritz G, Ritzerfeld B, Reilly M, Harms E, Herrmann M, Peters G. Persistence of Small Colony Variant (SCV) and/or normal Staphylococcus aureus in respiratory secretions of cystic fibrosis (CF) patients: results of a 6 year prospective study. 101st General Meeting of the American Society of Microbiology, Orlando, 2001, abstract no. D-41

Kahl BC, Duebbers A, Koch HG, Lubritz G, Ritzerfeld B, Reilly M, Harms E, Herrmann M, Peters G. Epidemiology of chronic Staphylococcus aureus infection in cystic fibrosis patients. 24th European CF-Conference Vienna, Austria, 2001, abstract no. P-197.

Kahl BC, Becker K, Schuhen B, Peters G. The impact of the four agr specificity groups on persistent Staphylococcus aureus infection in cystic fibrosis patients. 53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie, Aachen 2001, abstract no. V007.

Kahl BC, Becker K, Belling G, Schuhen B, Weber S, Deiwick S, Peters G. Staphylococcus aureus infection in cystic fibrosis is associated with agr-specificity groups I and II. 42nd ICAAC, San Diego, 2002, abstract no. B-800.

Sadowska, B., A. Gonar, C. von Eiff, R.A. Proctor, M. Chmiela, W. Rudnicka, B. Rózalska. Characteristics of Staphylococcus aureus isolated from airways of cystic fibrosis patients, and their small colony variants. FEMS Immunology and Medical Microbiology, 32: 191-197 (2002)

 
 

Hans-Joachim Peter
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Datum: 2003-07-30