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Die häufigste bakteriell verursachte Infektionskrankheit in Industrieländer ist die Harnwegsinfektion (HWI). Für die Mehrheit sowohl der ambulanten als auch der nosokomialen Harnwegsinfektionen sind uropathogenen Escherichia coli (UPEC) Stämme verantwortlich. Diese UPEC Stämme besitzen eine ganze Bandbreite von Virulenzgenen. Diese kodieren u.a. für Adhäsine, Toxine, Eisenaufnahmesysteme, Invasine und Protektine. Die klinische Relevanz dieser Gene bzw. der korrespondierenden Virulenzfaktoren kann auf verschiede Weise untersucht werden, und zwar durch

1.

in vitro Studien unter Einbeziehung von wildtypischen UPEC und isogenen Mutanten, in denen jeweils das zu untersuchende Virulenzgen inaktiviert wurde,

2.

Untersuchungen der Pathogenität von wildtypischen UPEC und isogenen Mutanten im HWI-Tiermodell,

3.

Untersuchungen von Biopsien und exfolierten Zellen von HWI Patienten bzw. Patienten mit rezidivierenden HWI, die sich in einer symptomlosen Periode befinden, mittels konventioneller Lichtmikroskopie und konfokaler Laserscanning-Mikroskopie,

4.

Vergleich der Präsenz (mittels PCR und Sequenzierung) und in vivo-Expression dieser Gene in UPEC und asymptomatischen Bakteriurie (ABU)-Stämmen isoliert aus Patienten mit HWI bzw. ABU.

Diese Techniken zeitigten Ergebnisse, die zeigten, dass Adhäsine nicht nur als Haftfaktoren fungieren, sondern immunmodulatorische Aktivität aufweisen und die Invasion von Wirtszellen ermöglichen, Toxine (a-Hämolysin, CNF1) neben ihrer toxischen Wirkung auch Immunreaktion hervorrufen (z.B. die Produktion von IL-8 und „monocyte chemoattractant protein-1“: MCP-1 durch CNF1), Eisenaufnahmesysteme in UPEC wichtige Virulenzfaktoren darstellen, dass tatsächlich die Invasivität und die Bildung von intrazellulären Reservoirs in Harnblasenepithelzellen eine weitere Ursache für rezidivierende HWI repräsentieren und Protektine (Kapsel, O-Antigen) nicht nur einen möglichen Schutz gegen Phagozyten und das Komplement bilden können, sondern auch wichtig sind für die Bildung der intrazellulären biofilmähnlichen Kolonien und die Inhibierung der Infiltration von Neutrophilen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die bisher identifizierten Virulenzfaktoren der UPEC verantwortlich sind für verschiedene Interaktionen mit dem Wirt, die zur Ausprägung von Krankheitssymptomen führen. In Übereinstimmung damit konnte bei ABU Stämmen entweder das Fehlen der typischen UPEC-Virulenzgene, oder deren Inaktivierung durch Mutation oder eine nicht stattfindende Expression dieser Virulenzgene festgestellt werden.