Phäno- und genotypische Charakterisierung extraintestinal pathogener E.coli Stämme

• Main Author: Fuchs, Maura-Maria
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2006
• Subjects: ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/1882; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22050; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22050; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/1882/Doktorarbeit_-_Internetveroeffentlichung.pdf

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der genetischen Variabilität verschiedener uropathogener E. coli Stämme. Diese wurden mittels phänotypischer Tests, Multiplex-PCR, Pulsfeldgelelektophorese und DNA-DNA Hybridisierung unter Verwendung zweier verschiedener DNA-Makroarrays durchgeführt. Die Stammauswahl umfasste 12 uropathogene und fäkale Isolate von Patientinnen mit chronischen Harnwegsinfektionen. Die Stämme wurden zu unterschiedlichen Zeiten der Infektion abgenommen und schon in Vorgängerarbeiten genauer phänotypisch und genotypisch untersucht. Es wurde in diesem Zusammenhang u. a. vermutet, dass sich die Stämme im fortschreitenden Verlauf der Infektion möglicherweise in ihrer genetischen Ausstattung verändert hatten. Der Gegenstand dieser Arbeit war nun der Ausschluss von Kontaminationen oder Mischkulturen unter diesen 12 Stämmen und die genauere Untersuchung der Genomveränderungen bzw. Genomplastizität im Verlauf der Infektion. Neben diesen Stämmen wurden 18 weitere Stämme ausgewählt. Neun davon waren ahämolytische Mutanten der Stämme 536, 764 und 768. Durch den Vergleich mit dem jeweiligen Wildtyp sollte geklärt werden, ob sich ein identischer Mechanismus hinter dem Verlust der Hämolysefähigkeit (Deletion einer PAI durch site-spezifische Rekombination) finden lässt oder jede dieser Mutanten verschiedene eher zufällige Deletionen aufweist. Des weiteren wurden drei uropathogene Isolate untersucht, die die Fähigkeit zur Bildung von Curli verloren haben sowie zwei UPEC Stämme, bei denen unter Antibiotikaeinfluss die Bildung von L-Formen beobachtet wurde. Durch den Einsatz von DNA-Arrays sollte auf Genomebene nach möglichen Ursachen für die jeweiligen Phänotypen gesucht werden. === E. coli represents a diverse enterobacterial species which can be subdivided into non-pathogenic, commensal as well as intestinal and extraintestinal pathogenic strains. On the genetic level, this classification is mainly based on the presence or absence of DNA regions which are frequently associated with certain pathotypes. Uropathogenic E. coli (UPEC) produce specific virulence factors like adherence factors, toxins and capsules to establish urinary tract infections. In most cases, the corresponding genetic information has been horizontally acquired and belongs to the so called flexible E. coli genome, such as plasmids, bacteriophages and genomic islands. In addition, E. coli possesses a core genome which encodes for key functions like metabolism, DNA replication and others. In this study, we compared twelve E. coli strains from patients with chronic urinary tract infections, isolated at different time points of the infection. To validate the hypothesis that these consecutive isolates changed their genomic setting during the course of infection, we used phenotypic tests as well as different DNA fingerprinting approaches, such as multiplex PCR and pulsed field gel electrophoresis for further characterization of their pheno- and genotypic characteristics. Additionally, these isolates were subjected to a genome content survey by comparative genomic hybridization using DNA arrays. Furthermore, the genome content of 18 different E. coli strains was analyzed by comparative genomic hybridization to investigate genome fluidity of E. coli isolates and to study in detail the loss of specific traits such as alpha-hemolysis, curli expression as well as the expression of cell surface components in response to treatment with the cephalosporine Cefazolin.