Z Gastroenterol 2008; 46 - P214
DOI: 10.1055/s-0028-1089589

Untersuchung zum Quorum sensing anaerober Darmbakterien

L Stindl 1, S Grundler 1, H Grenzendorf 1, CJ Hsieh 1, U Schumacher 2, M Gregor 1, C Jacobi 1
  • 1Universität Tübingen, Medizinische Klinik 1, Tübingen, Germany
  • 2Universität Tübingen, Medizinische Mikrobiologie und Hygiene, Tübingen, Germany

Einleitung: Der Begriff „Quorum sensing“ (QS) beschreibt ein Phänomen, welches Einzelbakterien erlaubt, die Zahl der Bakterien innerhalb einer Population über die Konzentration von bestimmten Botenstoffen/Signalmolekülen (sogenannte „Autoinducer“, AI-1(Homoserinelaktone) oder AI-2 (Furanosyl-Borat-Diester)) zu messen. Dies ermöglicht der Bakterienpopulation komplexe bakterielle Verhaltensmuster, wie zum Beispiel die der Biofilmbildung oder der Virulenz, zu steuern.

Der Gastrointestinaltrakt ist, gemessen an der Zahl (1013) und der Diversität (500–1000 Arten) an Bakterien, das komplexeste „Ökosystem“ im Säugetier. Davon sind mehr als 99,9% der kultivierbaren Bakterien obligate Anaerobier (z.B. Bacteroides, Bifidobacterium, Lactobacillus, oder Eubacterium).

Ziele: Ob und welche Rolle QS in anaeroben Bakterien spielt ist völlig unklar. Wir haben Bacteroides vulgatus, Bifidobacterium thermoacidophilum, Bifidobacterium thermophilum, Eubacterium biforme auf die Produktion von AI-1 und AI-2 untersucht. Zusätzlich haben wir menschliche Isolate von B. vulgatus auf QS-Moleküle analysiert und stellen eine QS Mutante her. Methoden: Die Bakterien wurden in unterschiedlichen Medien/Kulturbedingungen zwischen 12h und einer Woche inkubiert. Die AI-Moleküle aus dem Bakterienüberstand wurden mit verschiedenen QS Detektionssystemen analysiert bzw. extrahiert. Die QS-Mutante stellen wir mittels homologer Rekombination her.

Ergebnisse: AI-1 wird von keiner der untersuchten Arten produziert, während AI-2 in unterschiedlichen Mengen detektiert wurde. In 6 von 10 bisher untersuchten B. vulgatus Isolaten konnten wir das AI-2 Synthesegen nachweisen. Bei den übrigen Arten konnten wir keine spezifischen PCR Produkte amplifizieren. Die Menge an AI-2 Moleküle (Maximum nach 24 oder 48h Inkubation) variiert je nach Isolat und Medium. Glukose hat keinen Einfluss auf die AI-2 Produktion. Den Einfluss von QS auf B. vulgatus untersuchen wir mithilfe der Mutante.

Schlussfolgerungen: Wir haben QS erstmalig bei anaeroben Darmbakterien untersucht. Während Homoserinelaktone (AI-1) nicht produziert werden, spielt AI-2 eine Rolle. Welchen Einfluss QS bei den anaeroben Darmbakterien hat, bleibt jedoch zu klären. Ebenfalls ist völlig unklar, wieso AI-2 nicht in allen B. vulgatus Isolaten detektierbar ist.