Titelaufnahme

Titel
Effekte von Antibiotika auf die Toxinexpression von Staphylococcus aureus
Weitere Titel
Effects of Antibiotics on Staphylococcus aureus Toxin Expression
VerfasserRöthel, Alexandra
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Staphylococcus aureus / Bakterien / Pathogene / Toxine / Antibiotika / Antikörper / Oxacillin / Vancomycin / Toxinexpression / Modulation / Behandlung
Schlagwörter (EN)Staphylococcus aureus / bacteria / pathogen / toxins / antibiotics / antibodies / oxacillin / vancomycin / toxinexpression / modulation / treatment
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein wichtiges gram-positives Bakterium, das mit Nosokomialinfektionen assoziiert ist und Haut-, Atemwegserkrankungen und Sepsis verursachen kann. Patienten im Krankenhaus werden häufig mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Antibiotika behandelt, ohne vorherige Abklärung, mit welchem Pathogen sie eigentlich infiziert sind. Das führt zur Entstehung von immer mehr multi- resistenten Bakterien und trotz Antibiotika ist die Todesrate bei S. aureus Infektionen noch immer sehr hoch. Es ist deshalb wichtig, die Auswirkungen von Antibiotika auf die Virulenz von S. aureus zu erforschen, vor allem weil diese auch falsch bzw. in sub- optimalen Konzentrationen eingesetzt werden. S. aureus produziert eine Vielzahl an Toxinen, die menschliche Zellen lysieren, um so der Immunabwehr zu entgehen. Wir untersuchten den Einfluss von Oxacillin und Vancomycin auf die Toxinproduktion von Staphylococcus aureus und verwendeten dazu den USA300 MRSA (methicillin- resistenter-S. aureus) Stamm TCH1516 und den MSSA (methicillin-sensitiver S. aureus) Stamm, Newman. Die Bakterien wuchsen mit subinhibitorischen Konzentrationen von Oxacillin und Vancomycin. Anschließend wurde die Aktivität der toxin-enthaltenden Überstände auf humanen Lungenepithelzellen (A549) und humanen polymorphnuclearen Leukozyten getestet. Wir konnten beobachten, dass Oxacillin eine erhöhte Toxinproduktion induzierte, was in einer erhöhten Zytotoxizität der Überstände auf humanen Zellen resultierte. Vancomycin hatte keinen Effekt auf die Toxizität von S. aureus. Um festzustellen welche Toxine für die erhöhte zytolytische Aktivität verantwortlich sind, testeten wir auch 9 isogene TCH1516 Gendeletions-Mutanten und konnten zeigen, dass die Zunahme der Zytotoxizität durch Oxacillin, auf eine erhöhte Produktion der beiden bikomponenten Toxine LukSF und LukGH zurück zu führen ist.

Zusammenfassung (Englisch)

Staphylococcus aureus is one of the most important human pathogens associated with different types of infections, such as skin infections, pneumonia and bacteremia. Hospitalized patients are exposed to heavy use of antibiotics, many of them given empirically without knowing the infectious pathogens. In spite of antibiotics, mortality rate is high with severe S. aureus infections. It is therefore of high importance to understand how exposure to antibiotics, especially applied in suboptimal concentration or the wrong type, can modulate the expression of certain virulence factors. S. aureus pathogenesis involves the production of powerful cytolytic toxins that target multiple human cells. Here we investigated the effects of sub-inhibitory concentrations of oxacillin and vancomycin on S. aureus toxin expression using the USA300 MRSA (methicillin-resistant S. aureus) strain TCH1516, and the MSSA (methicillin-susceptible S. aureus) strain Newman. Bacteria were grown in the presence of antibiotics and culture supernatants were then tested in cell viability assays using human lung epithelial cells (A549) and human polymorphonuclear leukocytes. We observed that exposure to oxacillin resulted in elevated cytotolytic toxin production by S. aureus and consequently enhanced lysis of human cells. No significant effect was seen with vancomyin. To dissect which toxins were responsible for the increased cytolytic activity, 9 isogenic mutants, derived from the TCH1516 strain and lacking single or multiple toxin genes, were analyzed in the same assay system. This led to the discovery that oxacillin affected the expression levels of two bi-component toxins, LukSF and LukGH.