Das opportunistisch humanpathogene Bakterium Pseudomonas aeruginosa ist der Leitkeim chronischer Pneumonien bei Patienten mit Zystischer Fibrose (CF). Das Gram-negative γ-Proteobakterium ist zur Persistenz im mikroaeroben Milieu des CF-Mukus fähig und auch mittels Antibiotikatherapien nicht dauerhaft zu eradizieren. Die chronische Infektion der CF-Lunge wurde in den letzten Jahren mit dem Auftreten hypermutierender Stämme in Verbindung gebracht. Im Vorfeld der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass bei den CF-Patienten M, V und P jeweils ein unterschiedlicher P. aeruginosa-Klon persistiert. Darunter befinden sich hypermutierende Klone mit Patienten-spezifischer Mutation im mutS-Gen (17-bp Deletion, 8-bp Insertion, 1-bp Insertion), die jeweils zu einem Funktionsverlust von MutS führt. Im Mittelpunkt dieser Arbeit standen vergleichende Proteom- und Transkriptomanalysen, sowie die phänotypische Charakterisierung der Isolate, um Aussagen über die Anpassung von P. aeruginosa während der Infektion der CF-Lunge zu ermöglichen. Es konnte gezeigt werden, dass der ΔmutS-Genotyp im fortgeschrittenen Stadium der Erkrankung einen Großteil der P. aeruginosa-Varianten repräsentierte. Charakteristika dieser mutS-Stämme sind der Verlust von Virulenzfaktoren (z.B. LasB, Pyoverdin etc.) und die Entwicklung multipler Antibiotikaresistenzen. Die Daten von Proteom und Transkriptom deuten u.a. auf eine Adaptation an das metabolische Milieu (z.B. bevorzugter Abbau von aromatischen Aminosäuren, Fettsäuren und Dicarbonaten) und den erniedrigten Sauerstoffpartialdruck (z.B durch die effektive Nutzung von O2 durch hochaffine Cytochrom c Oxidasen bei gleichzeitig ablaufender Denitrifikation) in der CF-Lunge hin. Die Definition potentieller Markerproteine der voranschreitenden Lungenadaptation von P. aeruginosa ermöglicht ein besseres Verständnis der Pathogenese der Lungeninfektion bei CF und könnte als Grundlage neuer Therapieansätze und zur Entwicklung von Impfstoffen dienen.      «

Das opportunistisch humanpathogene Bakterium Pseudomonas aeruginosa ist der Leitkeim chronischer Pneumonien bei Patienten mit Zystischer Fibrose (CF). Das Gram-negative γ-Proteobakterium ist zur Persistenz im mikroaeroben Milieu des CF-Mukus fähig und auch mittels Antibiotikatherapien nicht dauerhaft zu eradizieren. Die chronische Infektion der CF-Lunge wurde in den letzten Jahren mit dem Auftreten hypermutierender Stämme in Verbindung gebracht. Im Vorfeld der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt...     »

The opportunistic human pathogen Pseudomonas aeruginosa is the predominant pathogen of the cystic fibrosis (CF) lung causing chronic pneumonia and ultimately death. Despite antibiotic therapies, the gram-negative γ-proteobacterium is capable of long-time survival in the oxygen-restricted CF-mucus. Chronic infections of the CF-lung have increasingly been linked to the occurrence of hypermutable P. aeruginosa-strains. Prior to this work, it was shown that in each of the three tested CF-patients M, V and P, one isogenic clone prevailed, respectively. Among them were clones with a patient-specific mutation in the mutS-gen, leading to a loss of MutS-function. The present work focuses on comparative proteome and transcriptome analysis, as well as on the phenotypic characterisation of CF-isolates, to study adaptative changes of P. aeruginosa during infection of the CF-lung. It was shown that in the final stages of infection the ΔmutS-genotype represents the main part of P. aeruginosa-variants. mutS-strains are characterised by the loss of virulence factors (e.g. LasB, pyoverdine, etc.) as well as by the development of multiple antibiotic resistances. The data of proteome and transcriptome i.a. suggest an adaptation to the metabolic requirements (e.g. preferred catabolism of aromatic amino acids, fatty acids and dicarbonates) and the reduced oxygen partial pressure in the CF-mucus (e.g. effective utilisation of oxygen by high affinity cytochromes and concurrent denitrification). The definition of potential marker proteins characterising the proceeding adaptation of P. aeruginosa to the CF-lung provides a better understanding of lung infection pathogenesis and could create a basis for new therapeutic strategies and for the development of vaccines.      «

The opportunistic human pathogen Pseudomonas aeruginosa is the predominant pathogen of the cystic fibrosis (CF) lung causing chronic pneumonia and ultimately death. Despite antibiotic therapies, the gram-negative γ-proteobacterium is capable of long-time survival in the oxygen-restricted CF-mucus. Chronic infections of the CF-lung have increasingly been linked to the occurrence of hypermutable P. aeruginosa-strains. Prior to this work, it was shown that in each of the three tested CF-patients M...     »