@phdthesis{Holtfreter2007,
  author    = {Silva Holtfreter},
  title     = {Immunantwort gegen Superantigene bei Staphylococcus aureus Carriern},
  journal    = {Immunantwort gegen Superantigene bei Staphylococcus aureus Carriern},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000372-6},
  year      = {2007},
  abstract  = {ZUSAMMENFASSUNG Staphylococcus aureus ist der h{\"a}ufigste Erreger nosokomialer Infektionen, und die zunehmende Antibiotikaresistenz dieser Spezies ist besorgniserregend. Zugleich besiedelt S. aureus die Nasenschleimhaut bei circa 35\% der gesunden Bev{\"o}lkerung, so genannten Carriern. Die nasale Besiedlung mit S. aureus ist ein wichtiger Risikofaktor f{\"u}r die Entstehung von S. aureus Infektionen, die zumeist durch den kolonisierenden Stamm verursacht werden. Dies unterstreicht die Bedeutung von Wirtsfaktoren f{\"u}r den Ausgang von S. aureus-Wirtsinteraktionen. Trotz der klinischen Bedeutung der nasalen Besiedlung ist {\"u}ber die humorale Immunantwort des Wirtes auf eine solche Besiedlung mit Staphylokokken wenig bekannt. Darum stand die anti-S. aureus Antik{\"o}rperantwort von Carriern und Nichtcarriern im Mittelpunkt dieser Arbeit. Staphylokokken-Superantigene (SAg) dienten in unseren Studien als Indikatorantigene. SAg sind Virulenzfaktoren mit au{\"s}ergew{\"o}hnlicher Variabilit{\"a}t in der Spezies S. aureus und wirken als hoch potente T-Zellmitogene. Es sind inzwischen 19 verschiedene SAg-Genloci in der Spezies S. aureus bekannt, aber es gibt bisher nur wenige umfassende Untersuchungen zu ihrer Verteilung. Deshalb haben wir zun{\"a}chst f{\"u}nf Multiplex-PCRs zum Nachweis aller 19 SAg-Gene etabliert. Mit dieser robusten Hochdurchsatzmethode haben wir das SAg-Genmuster von mehr als 300 Isolaten untersucht, darunter 107 nasale Isolate von S. aureus Carriern und 88 Blutkulturisolate von Krankenhauspatienten aus Vorpommern. Die SAg-Genmuster waren sehr heterogen, was sich durch die Lokalisation der SAg-Gene auf mobilen genetischen Elementen (MGE), wie genomischen Inseln, Pathogenit{\"a}tsinseln, Phagen und Plasmiden, erkl{\"a}ren l{\"a}sst. Die meisten Isolate (80\%) besa{\"s}en SAg-Gene, im Durchschnitt f{\"u}nf bis sechs, und die SAg des Enterotoxin-Genclusters (egc) waren bei weitem die h{\"a}ufigsten. Au{\"s}erdem beobachteten wir eine strikte Korrelation zwischen dem Vorhandensein von SAg-Genen und der T-Zell-mitogenen Potenz von klinischen Isolaten. SAg-kodierende MGEs k{\"o}nnen durch zwei verschiedene Mechanismen verbreitet werden: horizontaler Transfer durch Bakteriophagen und vertikale {\"U}bertragung auf Tochterzellen. Um die Verteilung der SAg innerhalb unserer S. aureus-Population zu untersuchen, wurde die klonale Verwandtschaft der S. aureus-Isolate mittels spa-Genotypisierung bestimmt. Interessanterweise waren die SAg-kodierenden MGEs nicht zuf{\"a}llig verteilt, sondern eng an die klonalen Linien gekoppelt. Jede dieser klonalen Linien war durch eine bestimmte Kombination von SAg-Genen charakterisiert. Diese Befunde implizieren, dass die simultane Bestimmung von Virulenzgen-Profilen und dem genetischen Hintergrund die Trennsch{\"a}rfe von genetischen Untersuchungen von S. aureus Virulenzmechanismen erheblich erh{\"o}ht. Durch den Vergleich der Virulenzgene von kommensalen und invasiven Isolaten mit dem gleichen genetischen Hintergrund lie{\"s} sich f{\"u}r das exfoliative Toxin D (bzw. die kodierende Pathogenit{\"a}tsinsel) eine Bedeutung f{\"u}r die Invasivit{\"a}t von S. aureus aufzeigen, f{\"u}r SAg dagegen mit gro{\"s}er Wahrscheinlichkeit ausschlie{\"s}en. Es ist bekannt, dass neutralisierende Serumantik{\"o}rper gegen die SAg SEA, SEB, SEC, SED und TSST-1 in gesunden Individuen h{\"a}ufig vorkommen. Die neutralisierenden Antik{\"o}rper gegen die erst k{\"u}rzlich beschriebenen SAg oder gegen komplexe SAg-Cocktails, wie sie von klinischen Isolaten sezerniert werden, wurden bisher jedoch noch nicht bestimmt. Darum haben wir {\"u}ber 100 Seren in Neutralisationsassays auf ihre SAg-neutralisierende Kapazit{\"a}t hin untersucht. Wir beobachteten eine erhebliche Heterogenit{\"a}t und erstaunlich gro{\"s}e „L{\"u}cken“ in der anti-SAg-Antik{\"o}rperantwort. Besonders egc-SAg wurden nur selten inhibiert (5-10\%), w{\"a}hrend zwischen 32 und 86\% der getesteten Seren „klassische“ SAg neutralisierten. Diese “egc-L{\"u}cke” in den SAg-neutralisierenden Antik{\"o}rperprofilen gesunder Individuen war unerwartet, weil die egc-SAg mit Abstand am h{\"a}ufigsten vorkommen. Wir konnten zeigen, dass die „egc-L{\"u}cke“ wahrscheinlich nicht auf unterschiedliche T-Zellaktivierung durch egc-SAg im Vergleich zu klassischen SAg zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist, sondern auf eine unterschiedliche Regulation der SAg-Genexpression. S. aureus Carrier haben ein erh{\"o}htes Risiko eine S. aureus Bakteri{\"a}mie zu entwickeln, welche in den meisten F{\"a}llen durch den kolonisierenden Stamm verursacht wird. Erstaunlicherweise zeigte eine gro{\"s}e prospektive klinische Studie, dass eine Bakteri{\"a}mie bei Carriern eine deutlich geringere Letalit{\"a}t hat als bei Nichtcarriern. Um dieses Paradoxon zu erkl{\"a}ren, haben wir die Hypothese aufgestellt, dass bei Carriern eine partielle Immunit{\"a}t gegen den kolonisierenden Stamm zu ihren verbesserten {\"U}berlebensraten beitragen k{\"o}nnte. Hierzu haben wir SAg als stamm-spezifische Indikatorantigene eingesetzt. Seren von persistierenden Carriern neutralisierten SAg ihres eigenen kolonisierenden Stammes mit signifikant h{\"o}herer Effizienz als Seren von Nichtcarriern. Diese Antik{\"o}rperantwort der Carrier war stammspezifisch, da sich die Antik{\"o}rperantwort der Carrier gegen andere SAg nicht von der der Nichtcarrier unterschied. Somit l{\"o}st die Besiedlung mit S. aureus eine starke, stammspezifische Antik{\"o}rperantwort gegen Staphylokokken-SAg aus. Wir vermuten, dass bei Carriern neutralisierende Antik{\"o}rper, die gegen SAg oder andere Staphylokokken-Virulenzfaktoren gerichtet sind, einen partiellen Schutz bei systemischen Infektionen gew{\"a}hren. Dies k{\"o}nnte die bessere Prognose von Carriern mit einer S. aureus-Bakteri{\"a}mie erkl{\"a}ren. Au{\"s}erdem implizieren unsere Ergebnisse, dass der Schl{\"u}ssel zum Verst{\"a}ndnis der Pathogenese von S. aureus Erkrankungen eher in der Identifizierung von Wirtsfaktoren als von bakteriellen Faktoren liegt. Solche Wirtsfaktoren k{\"o}nnen beispielsweise der Immunstatus oder Genpolymorphismen sein, die zu Kolonisierung, der Infektionsanf{\"a}lligkeit oder dem Ausgang einer Erkrankung beitragen. Die Behandlung von S. aureus Bakteri{\"a}mien mit gepoolten Immunglobulinen erbrachte keinen deutlichen Erfolg. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass „ma{\"s}geschneiderte“ Cocktails aus monoklonalen Antik{\"o}rpern gegen verschiedene S. aureus Virulenzfaktoren therapeutisch wirksamer sein k{\"o}nnten.},
  language  = {en}
}