Analyse mikrobieller Biofilme mittels innovativer molekularbiologischer Methoden

Neue molekularbiologische Methoden gewinnen bei der Untersuchung von Infektionskrankheiten zunehmend an Bedeutung. So stehen mit Nukleinsäureamplifikationstechniken (PCR) und der Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) kulturunabhängige Verfahren zur Verfügung, die sich für die Diagnostik, Prävalenzstudien und für die Biofilmforschung eignen. Bei der FISH binden fluoreszenz-markierte Oligonukleotidsonden spezifisch an komplementäre RNA Sequenzen. Sie gewährt -durch Visualisierung- Einblicke in die Morphologie, die Stoffwechselaktivitäten und die räumliche Verteilung von Bakterien und deren Beziehung zum umliegenden Gewebe. Die beiden molekularbiologischen Verfahren (PCR und FISH) ergänzen damit die bisherigen konventionellen kulturellen Methoden und können somit unter anderem zu einer besseren Aufklärung der Ätiologie und der Pathogenese diverser Infektionskrankheiten beitragen. In der vorliegenden Arbeit wurden Sie benutzt, um die Rolle von putativen pathogenen Spezies bei chronischen Infektionen, der Parodontitis beim Menschen und der Dermatitis Digitalis beim Rind, zu untersuchen. An beide Infektionen sind komplexe mikrobielle Biofilme beteiligt, von welchen bisher nicht kultivierte Bakterienspezies einen erheblichen Teil ausmachen. Parodontitis ist eine akut oder chronisch verlaufende bakterielle Infektionskrankheit des Zahnhalteapparates. Welche ätiologische Rolle Selenomonas spp. dabei spielen, konnte bisher aufgrund widersprüchlicher Ergebnisse in diversen Prävalenzstudien nicht geklärt werden. Während sich in unserer Studie anhand der Dot Blot Analyse kein signifikanter Zusammenhang zwischen Selenomonas spp. und Parodontitis aufzeigen ließ, konnte die FISH einen wertvollen Hinweis über ihre Rolle bei der Biofilmarchitektur liefern. Im Gegensatz dazu konnte mittels der Dot Blot Analyse die vorherrschende Rolle von Filifactor alocis bei der Parodontitis eindeutig bestätigt werden. Der Erreger befindet sich somit auf Augenhöhe mit den bisher bekannten Oralpathogenen wie z.B. Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia und Fusobacterium nucleatum. Die FISH konnte hierbei durch Visualisierung des distinkten Aufbaus des Biofilms und Kolokalisationen mit anderen Erregern, seine Rolle als diagnostischer Markerkeim untermauern. In allen drei Arbeiten konnte durch die Kombination von PCR-basiertem Keimnachweis und FISH entscheidende Erkenntnisse zur Rolle der drei Bakterienspezies bei der Pathogenese dieser Biofilm-assoziierten Erkrankungen gewonnen werden. Bei der Dermatitis digitalis bei Rindern handelt es sich um eine ulcerative akut oder chronisch verlaufende Entzündung der Klauen v.a. bei Milchkühen, welche in Bezug auf beteiligte Mikroorganismen der Parodontitis sehr ähnelt. Guggenheimella bovis wurde dabei in einer schweizer Studie als möglicher pathogener Keim vermutet und nachgewiesen. Während die Dot Blot Analyse von deutschen Rindern keine Beteiligung von Guggenheimella bovis ergab, konnte mit Hilfe der FISH von zwei schweizer Bioptaten exemplarisch ihre Relevanz und die Interaktion mit dem Wirt an der Grenzfläche zum Gewebe gezeigt werden.

Author dc:creator

• Drescher, Julia

• biofilms
• in situ hybridization
• periodontitis
• Selenomonas
• Filifactor alocis
• dermatitis digitalis
• Guggenheimella

Licence dc:rights.uri

• http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen

Language dc:language

ger

Identifier URI

http://dx.doi.org/10.17169/refubium-12123

OAI record oai:identifier

https://refubium.fu-berlin.de/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arefubium.fu-berlin.de%3Afub188%2F7924