Inhaltszusammenfassung:
Die zystische Fibrose ist eine genetische Stoffwechselerkrankung, die aufgrund
einer Mutation des CFTR-Gens zu einer gestörten Funktion des CFTRAnionkanals
führt. In der Lunge kommt es unter anderem zu einer erhöhten
Viskosität des Schleims. Diese modifizierte Physiologie der Atemwege
begünstigt die Besiedlung mit Pathogenen.
Staphylococcus aureus ist einer der häufigsten Keime, die mit der zystischen
Fibrose assoziiert sind. Besonders bei jungen Patienten ist es eine Ursache für
chronische Infektionen, wiederholte Antibiotikatherapie und Verminderung der
Lungenfunktion. Dabei kommt es zur Anpassung der Bakterienpopulationen an
die spezifischen Bedingungen. Verschiedene Studie haben gezeigt, dass es in
der CF-Lunge zu einer erhöhten phänotypischen sowie genetischen Diversität
von S. aureus kommt. Die genetische Diversität wurde bis jetzt nur zwischen
phänotypischen Varianten untersucht.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu untersuchen, ob phänotypisch identische S.
aureus Kolonien genetische Heterogenität zeigen und ob sich die Diversifikation
in der Antibiotikaresistenz und Agr-Aktivität widerspiegelt. Es wurden Sputen und
Nasenabstriche von zwölf CF-Patienten sowie Nasenabstrichen von neun
gesunden Probanden über zwei Jahre gesammelt. Zwei bis drei
Folgeuntersuchungen pro Probanden wurden durchgeführt. Pro Probe wurden
mindestens fünf Kolonien isoliert und für weitere Untersuchungen eingefroren.
Es wurden besonders S. aureus Kolonien mit auffallend unterschiedlichem
Phänotyp (Hämolyse, Farbe, Größe) isoliert. Die S. aureus Isolate wurden auf
phänotypische und genetische Diversität mittels PFGE und spa-Typisierung, Agr-
Aktivität und Antibiotikaresistenzen untersucht. Von allen Patienten wurden dazu
klinische Daten erhoben.
Eine höchste phänotypische Diversität wurde in der Lunge von CF-Patienten
beobachtet. Mit Hilfe von PFGE und spa-Typisierung könnte nachgewiesen
werden, dass diese Diversität auch auf genetischer Ebene zu beobachten ist.
Jedoch konnten wir keine Korrelation zwischen phänotypischer und genetischer
Diversität nachweisen.
Trotz häufiger antibiotischer Therapie waren die meistens Isolate sensibel für die
zwölf untersuchten Antibiotika. 50% der Sputumproben waren resistent gegen
Ciprofloxacin. Wir haben eine Fluktuation der Resistenzlage über die Zeit
beobachtet, sodass wir vermuten, dass es zu schnellem Gewinn oder Verlust von
Resistenzgenen kommt. Heterogenität des Resistenzverhaltens haben wir vor
allem gegen Ciprofloxacin und in wenigen Proben gegen Gentamicin und
Erythromycin beobachtet. Ob eine genauere Resistenztestung von phänotypisch
identischen Isolaten eine klinische Relevanz hat, sollte eine Studie mit höherer
Teilnehmeranzahl untersuchen.
Es ist daher wichtig, nicht nur phänotypische Varianten genetisch genauer zu
untersuchen, sondern auch zufällig phänotypisch identische Kolonien zu
typisieren, um ein genaueres Bild der Heterogenität zu bekommen. Durch „longread
und short-read Next Generation Sequencing“ sollte in weiteren Arbeiten
geklärt werden, welche genetischen Veränderungen in den S. aureus
Populationen auftreten.
