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Projektbeschreibung TP01

Bild Projektleiter IP10 Prof. Dr. Wieler

Projektleiter

Prof. Dr. Lothar H. Wieler
Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen
Fachbereich Veterinärmedizin
Freie Universität Berlin

Robert Koch-Institut

Titel: Entwicklung einer SNP-basierten Typisierung für darmpathogene Escherichia coli

In diesem Teilprojekt soll die DNA-sequenzbasierte Typisierung zielgerichtet hin zu einer validen und auch kommerziell nutzbaren Methodik verfeinert werden. Weiterhin werden neue, in der ersten Phase generierte Hypothesen gezielt experimentell bearbeitet. In der 1. Förderpriode konnte bewiesen werden, dass die Phylotypisierung mittels MLST der Serotypisierung in Bezug auf den Zusammenhang zwischen biologischer Eigenschaft der STEC-Isolate überlegen ist. Nun können mithilfe einer vertieften und validen SNP-Typisierung die biologischen Eigenschaften von STEC besser korreliert werden. Die Etablierung der SNP-Typisierung wird gezielt auf den definierten Sequenztyp Complex 29 (STC29) ausgerichtet. Wir konnten belegen, dass identische Serotypen teilweise falsche Verwandtschaften anzeigten, da manche Serotypen polyphyletisch sind. Ein STC beinhaltet ausschließlich sehr nahe verwandte ST. Im STC29 finden sich STEC-Stämme der O-Typen O26, O103, O111 und O145. Da diese 4 Serotypen zu den häufigsten Nicht-O157:H7 Typen gehören, gehen wir nach den Ergebnissen der 1. Förderphase davon aus, dass die Stämme des STC29 ein genetisches Potential besitzen, das sie zu hochvirulenten STEC macht - unabhängig vom Serotyp.

Die Identifizierung von „Super-Shedder“ Rinder, die andere STEC-Serotypen ausscheiden als O157:H7 weist auf eine neue Bekämpfungsstrategie gegen die STEC-Kolonisierung bei Wiederkäuern hin. Diese Einzeltiere haben eine große Bedeutung für die STEC-Verbreitung im Bestand. Deshalb so müssen jene STEC-Kolonisierungsfaktoren identifiziert werden, die in diesen Tieren von den jeweiligen STEC-Stämmen exprimiert werden, um z.B. über eine Vakzination mit den entsprechenden Target-Adhäsinen die Ausscheidung zu reduzieren und die Ansteckungsgefahr für den Menschen zu reduzieren. Bislang konzentrierten sich Vakzinierungsversuche auf O157:H7.

Der Nachweis von atypischen EPEC (aEPEC), die als Vorgänger von STEC dienen können, in Rindern sowie erstmals auch in Mäusen, bedingt weitergehende epidemiologische und funktionelle Untersuchungen. Wir wissen erst seit Kurzem, dass Rinder mit hoher Prävalenz aEPEC ausscheiden, und dass im Pansen von Wiederkäuern unter natürlichen Bedingungen aEPEC mit Stx-Phagen transduziert werden können, somit im Pansen STEC de novo entstehen. Würde man demnach die bakterielle aEPEC-Last in Rindern reduzieren können – z.B. durch Identifizierung von Impfantigenen, die die Ausscheidung von aEPEC durch Rinder reduzieren – würde damit die Ansteckungsgefahr für den Menschen verringert. Deshalb sollen in diesem Teilprojekt neben den bovinen STEC ebenfalls bovine aEPEC isoliert und vergleichend mit humanen STEC sowie aEPEC charakterisiert werden.


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