Populationsdynamik von Staphylococcus aureus: Besteht ein Zusammenhang zwischen genomischer Flexibilität und epidemiologischer Fitness?
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Staphylococcus aureus stellt einen der wichtigsten human-pathogenen Erreger dar, der für eine große Anzahl ambulant sowie nosokomial erworbener Infektionen verantwortlich ist. Populationsgenetisch weist S. aureus eine klonale Populationsstruktur auf, die eine Einteilung in klonale Komplexe (CC) mittels MLST erlaubt. Die spa-Typisierung gestattet mittels „single locus“-Sequenzierung der Repeat-Region von Protein A (SpA) eine Diskriminierung der Klone, die vergleichbar mit MLST ist. Die spa-Sequenzierung persistierender S. aureus-Isolate, die durch die Pulsfeld-Gelektrophorese als klonal bestätigt worden sind, von Mukoviszidose Patienten zeigte, dass die Region X Mutationen unterworfen ist. So wiesen persistierende Isolate Deletionen und Duplikationen von repeats auf, sowie Punktmutationen. Weiterhin konnten wir zeigen, dass bei Isolaten, die nicht durch die spa-Sequenzierung typisierbar waren, dass Mutationen in den IgG-Bindedomänen aufgetreten waren, die dazu führten, dass die Region, in der der obere Primer für die spa- Sequenzierung lag, deletiert war, sodass keine Sequenzierung stattfinden konnte. Weiterhin konnten wir aufklären, dass „thymidin-auxotrophe small colony variant“ (TD-SCV) Isolate in allen S. aureus- Klonen auftreten können, dass die TD-SCVs im Vergleich zum normalen S. aureus in der poststationären Phase besser überleben, dass alle TD-SCVs Mutationen in der Thymidylatsynthase (TS, thyA) aufweisen, dass die TS in den TD-SCVs inaktiv ist und durch Komplementierung von TD-SCVs mit einem Wildtyp-thyA der normale Phänotyp wieder erreicht wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Variation of the polymorphic region X of the protein A gene during persistent airway infection of cystic fibrosis patients reflects two independent mechanisms of genetic change in Staphylococcus aureus. J Clin Microbiol 2005, 43:502-505
Kahl BC, Mellmann A, Deiwick S, Peters G, Harmsen D
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(2006). Small colony variants: a pathogenic form of bacteria that facilitates persistent and recurrent infections. Nat Rev Microbiol 4: 295-305
Proctor RA, von Eiff C, Kahl BC, Becker K, McNamara P, Herrmann M, Peters G
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(2007). Enhanced poststationary phase survival of a clinical thymidine-dependent small colony variant of Staphylococcus aureus results from lack of functional TCA cycle. J Bacteriol 189: 2936-2940
Chatterjee I, Herrmann M, Proctor RA, Peters G, Kahl BC
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(2007). High phenotypic diversity in infecting but not in colonizing Staphylococcus aureus populations. Environ Microbiol 9:3134-3142
Goerke C, Gressinger M, Endler K, Breitkopf C, Wardecki K, Stern M, Wolz C, Kahl BC
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(2008). In vivo mutations of thymidylate synthase (thyA) are responsible for thymidine-dependency in clinical small colony variants (TD-SCVs) of Staphylococcus aureus. J Bacteriol, 190:834-42
Chatterjee I, Kriegeskorte A, Fischer A, Deiwick S, Theimann N, Proctor RA, Peters G, Herrmann M, Kahl BC
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(2009). Non-spa typable clinical Staphylococcus aureus strains are natural occuring protein A mutants. J Clin Microbiol 47:3624-3629
Baum C, Haslinger-Löffler B, Westh H, Boye K, Peters G, Neumann C, Kahl BC
