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Untersuchung des Einflusses antimikrobieller Insektenpeptide auf die Bakterien Streptococcus pneumoniae, Moraxella catarrhalis, Enterococcus faecalis und Escherichia coli
Zunehmende Antibiotikaresistenzen erschweren die Therapie und erhöhen die Morbidität und Mortalität von bakteriellen Infektionen. Aus diesem Grund besteht ein großer Bedarf an neuen, nicht von den Resistenzmechanismen der Keime beeinträchtigten antimikrobiellen Substanzen.Neben den Pathomechanismen...
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| 1. Verfasser: | |
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| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2021
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Zunehmende Antibiotikaresistenzen erschweren die Therapie und erhöhen die Morbidität und Mortalität von bakteriellen Infektionen. Aus diesem Grund besteht ein großer Bedarf an neuen, nicht von den Resistenzmechanismen der Keime beeinträchtigten antimikrobiellen Substanzen.Neben den Pathomechanismen der Bakterien verursacht auch die körpereigene Immunreaktion durch eine verlängerte Entzündungsreaktion eine Schädigung des Gewebes und somit einen Teil der Morbidität und Mortalität. Die frühzeitige Eindämmung der überschießenden körpereigenen Immunantwort auf Bakterien ist daher Bestandteil einer suffizienten Therapie und Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen.
Die vorliegende Studie untersuchte 23 aus Insekten stammende und als Analoga synthetisierte antimikrobielle Peptide auf ihre Wirksamkeit gegen pathogene Streptococcus pneumoniae (antibiotikasensibel und –resistent), Moraxella catarrhalis sowie die Kommensalen Escherichia coli und Enterococcus faecalis in der Flüssigkultur und im Makrophagen-Infektionsmodell sowie ihren Einfluss auf die Freisetzung der Zytokine MCP1, MIP-1-α, IL-1ß, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12p70, IL-23, LAP und TNF-α.
Antibiotikasensible und –resistente Streptococcus pneumoniae wurden nur durch das Defensin 1 gehemmt, während elf der Insektenpeptide einen dosisabhängigen wachstumshemmenden Effekt auf Moraxella catarrhalis zeigten. Im besonderen Maße hemmte
das Defensin 1 aus Tribolium castaneum und das Sarcotoxin 1C der aus Lucilia sericata signifikant das Bakterienwachstum. Die Testung der beiden Peptide auf die Kommensalen Escherichia coli und Enterococcus faecalis ergaben eine Sensibilität von Escherichia coli
gegenüber dem Sarcotoxin 1 C, wohingegen das Enterococcus faecalis-Wachstum unbeeinträchtigt blieb. Defensin 1 hatte einen geringen wachstumsmindernden Effekt auf Enterococcus faecalis, jedoch keinen Effekt auf Escherichia coli. Zur Untersuchung der ZytokinAntwort in einem in vitro-Modell wurden aus humanem Blut differenzierte Makrophagen mit verschiedenen Dosen von Streptococcus oder Moraxella infiziert. Als Simulation der klinischen Therapie wurden nach unterschiedlichen Inkubationszeiten verschiedene Konzentrationen des Defensin 1 zu den infizierten Makrophagen gegeben. Die Untersuchung der Expression von IL1-ß- und IL-8-mRNA mittels quantitative reverse transcription polymerase chain reaction ergab eine deutlich verminderte bakteriell induzierte Expression nach der Behandlung mit Defensin 1. Diese Ergebnisse wurden mittels eines Multiplex Enzyme-linked Immunosorbent-Assay bestätigt. Defensin 1 führte zu einer signifikant reduzierten Ausschüttung der proinflammatorischen Zytokine IL-1β, IL-6, IL-8 und TNF-α nach Infektion mit Streptococcus pneumoniae sowie von IL- 1ß, IL-10, IL-12p70 und IL-23 nach Infektion mit Moraxella catarrhalis.
Untersuchungen von Defensin 1 zeigten eine geringe Zelltoxizität auf humanen Makrophagen sowie eine geringe hämolytische Aktivität bei Schweine-Erythrozyten.
Zusammenfassend unterstreichen die hier gezeigten Ergebnisse das Potential der Substanzgruppe der antimikrobiellen Peptide im Allgemeinen als alternative Therapieoption bakterieller Infektionen. Die in den in vitro-Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse können potenziell zur Entwicklung neuer spezifischer Medikamente im Kampf gegen Infektionskrankheiten und die weltweit zunehmenden Antibiotikaresistenzen dienen. |
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| Umfang: | 74 Seiten |
| DOI: | 10.17192/z2021.0354 |