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Between adaptation and virulence: A proteomics view on Staphylococcus aureus Infections

  • Staphylococcus aureus is one of the commonly encountered bacteria of the human microbiome. Although mostly a seemingly harmless commensal microbe, S. aureus can act as an invasive pathogen with seriously devastating effects on its host’s health and wellbeing. A wide range of infections caused by this bacterium has been reported to affect diverse parts of the human body, including the skin, soft tissues and bones, as well as important organs like the heart, kidneys and lungs. Particularly, S. aureus is infamous for being a major causative agent of respiratory tract infections that may escalate up to necrotizing pneumonia. Due to its clinical relevance, this pathogen has been intensively studied for many years. Nonetheless, further research in this field is still needed, because of the high capacity of S. aureus to evolve drug resistance, its high genomic plasticity and adaptability and, not in the last place, the plethora of niches within the human body where it can thrive and survive. In this regard, there are still many uncertainties concerning the specific adaptations carried out by S. aureus during colonization and infection of the human body, the transition between both stages, and upon the invasion of different types of host cells. To shed more light on some of these adaptations, the research described in this thesis has employed in vitro models of infection that mimic particular conditions during the infectious process with special focus on the lung epithelium. The adaptations displayed by S. aureus were monitored using advanced proteomics. Furthermore, the analyses documented in this thesis included S. aureus strains with diverse backgrounds and epidemiology to take into account the genetic diversity encountered in this species.
  • Staphylococcus aureus ist eines der am häufigsten vorkommenden Bakterien im menschlichen Mikrobiom. Auch wenn sich S.aureus meist eher harmlos verhält, kann diese Mikrobe als invasiver Krankheitserreger bedrohliche Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden von Patienten haben. Ein breites Spektrum an Infektionen, die durch dieses Bakterium ausgelöst werden, kann verschiedenste Körperteile des Menschens wie Haut, Weichteile und Knochen, sowie Lebenswichtige Organe wie das Herz, die Nieren und die Lunge betreffen. S. aureus ist insbesondere als ein Haupterreger von Atemwegsinfekten bekannt, welche sich bis zu einer nekrotisierenden Lungenentzündung entwickeln können. Aufgrund seiner klinischen Bedeutung wird dieser Kranksheitserrger bereits seit Jahren intensiv untersucht. Dennoch ist eine Erforschung von S. aureus wegen dessen Fähigkeiten Antibiotikaresistenzen zu entwickeln, der hohen genomischen Plastizität und Anpassungsfähigkeit und nicht zuletzt, der Vielzahl an Nischen im menschlichen Körper, wo es gedeihen und überleben kann, weiter notwendig. Die spezifischen Anpassungen von S. aureus während der Besiedlung und Kolonisierung des menschlichen Körpers, während des Übergangs zwischen diesen beiden Phasen sowie nach Eindringen in verschiedene Wirtszelltypen sind bisher nur unvollständig aufgeklärt. Um im Rahmen dieser Doktorabeit einige Einblicke in diese Anpassungen zu erhalten, wurden in vitro Infektionsmodelle eingesetzt, die bestimmte Bedingungen des Infektionsprozesses speziell im Lungenepithel widerspiegeln. Diese Anpassungen von S. aureus wurden mittels moderner Proteomanalysen untersucht. Weiterhin wurden im Rahmen dieser Arbeit S. aureus Stämme verschiedenen Ursprungs in die Analysen einbezogen, um auch die genetische Vielfalt dieser Spezies zu berücksichtigen.

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Metadaten
Author: Laura Marcela Palma MedinaORCiD
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-30289
Title Additional (German):Zwischen Anpassung und Virulenz: Proteomanalysen von Staphylococcus aureus Infektionen
Referee:Prof. Dr. Uwe Völker, Prof. Dr. Jan Maarten van Dijl, Prof. Dr. Friedrich Götz
Advisor:Prof. Dr. Uwe Völker, Prof. Dr. Jan Maarten van Dijl
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2019
Date of first Publication:2019/09/03
Granting Institution:Universität Greifswald, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:2019/08/30
Release Date:2019/09/03
GND Keyword:Infektionen, Molekularbiologie, Proteomics
Pagenumber:163
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Interfakultäres Institut für Genetik und Funktionelle Genomforschung
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften; Biologie