Testung der Toxizität von Bakterienpräparaten in tierischen Zellkulturen
Ziel eines 15-wöchigen Berufspraktikums an der Universität für Bodenkultur Wien war, den Bakterienstamm Pseudomonas species auf seine Toxizität zu prüfen. Dies geschah anhand der Messung des elektrischen Widerstandes von in vitro Assays von Calu-3 Monolayern (TEER), die für den Messzeitraum von 4 Stunden mit verschiedenen Bakterienpräparaten behandelt worden waren. Eine Reduzierung des elektrischen Widerstandes gibt Aufschluss über die toxische Wirkung der Bakterienpräparate auf die Tight-junctions von Calu-3.
Die Familie Pseudomonadaceae bezeichnet eine Gruppe gram-negativer Stäbchen mit polaren Geißeln. Diese Bakterien leben in Boden, Wasser, in und auf anderen Organismen. Viele Vertreter fluoreszieren und es gibt einige Pathogene unter ihnen. Als positive Kontrolle wurde der toxische Stamm Pseudomonas aeruginosa verwendet, der ein häufig auftretender Krankenhauskeim ist. Als negative Kontrolle wurden der nicht toxische Stamm Pseudomonas trivialis und ein nicht toxischer Escherichia coli Stamm verwendet. E. coli ist ebenfalls gram-negativ. Als zusätzliche Referenzen wurde LB-Medium und PBS auf den Zelllayern gemessen.
Bei Calu-3 handelt es sich um menschliche Lungen Adenokarzinom Zellen. Da sie Epithelzellen sind, bilden sie einen Monolayer aus, der mittels Tight-Junctions in Verbindung steht. Für dieses Experiment wurden Calu-3 Monolayer in Transwellassays kultiviert, um den Widerstand des Zelllayers optimal messen zu können. Dafür ist eine Elektrode oberhalb und unterhalb des Zelllayers notwendig und ein Ohmmeter, der den Widerstandswert angibt.
Von jedem Bakterienstamm wurden 4 Präparate getestet: der Kulturüberstand, das Pellet, das sonifizierte (aufgeschlossene) Pellet und das Ethanol Eluat des Pellets. Für jedes Präparat wurde eine 12-Well Platte benötigt, insgesamt wurden 18 Platten gemessen. Die TEER-Werte wurden jeweils nach 0, 2 und 4 Stunden ermittelt und statistisch ausgewertet.
In diesem Experiment konnte die schädliche Wirkung von P. aeruginosa auf die Tight-Junctions aufgrund stark reduzierter TEER-Werte nach 4 Stunden gezeigt werden sowie die unschädliche Wirkung von P. trivialis, E. coli, PBS und LB-Medium. Über die Toxizität von Pseudomonas species konnte keine eindeutige Aussage gemacht werden, da 2 seiner Präparate den TEER reduzierten und die anderen beiden Präparate den TEER konstant hielten bzw. steigerten.