Titelaufnahme

Titel
Molecular characterization of Klebsiella oxytoca / von Martina Maria Joainig
Verfasser/ VerfasserinJoainig, Martina Maria
Begutachter / BegutachterinZechner Ellen ; Reidl Joachim
Erschienen2010
Umfang156 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Diss., 2010
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Klebsiella oxytoca / Molekularbiologie / Klebsiella oxytoca / Molekularbiologie / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-20212 Persistent Identifier (URN)
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Molecular characterization of Klebsiella oxytoca [10.94 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

K. oxytoca ist ein wesentlicher Bestandteil der normalen Darmflora. In Österreich sind etwa 1.6 % der Menschen Träger des Bakteriums. Es wurde gezeigt, dass K. oxytoca Verursacher der Antibiotika assoziierten hämorrhagischen Kolitis (AAHC) ist. Ausgelöst wird diese nach einer kurzen Behandlung mit Penizillin-Antibiotika und ist nach Absetzen selbstlimitierend. Die Symptome der AAHC sind blutiger Durchfall und schwere abdominale Krämpfe, sowie ein vollständiges Fehlen Anderer, sonst üblicher Darmpathogene, wie Clostridium difficile. K. oxytoca produziert ein Zytotoxin. Eine Verbindung zwischen Zytotoxin und AAHC konnte bisher aber nicht hergestellt werden.Ziel dieser Studie war es, eine solche Verbindung herzustellen. Wir konnten zeigen, dass die Zytotoxinbildung für K. oxytoca spezifisch ist und nur in einer bestimmten Wachstumsphase des Bakteriums stattfindet. Zudem fanden wir eine starke Assoziation zwischen Zytotoxinbildung und AAHC, da die Mehrheit der Isolate, mit Zytotoxineffekt aus AAHC Patienten stammen. Außerdem konnten wir zeigen, dass das Zytotoxin eine hitzestabile Substanz mit sehr geringer Molekularmasse ist, die auch nach längerer Lagerung aktiv bleibt, sofern sie von Bakterienzellen getrennt gelagert wird. Um die genetischen Grundlagen zu untersuchen, führten wir eine Transposon-Mutagenese durch. Dabei fanden wir 4 Mutanten die keinen Zytotoxineffekt zeigten. Die inaktivierten Gene wurden analysiert und erlaubten die Beschreibung einer chromosomalen Region die für die Zytotoxinproduktion verantwortlich sein könnte. Auf Grund der vorläufigen Ergebnisse vermuten wir, dass das Zytotoxin möglicherweise in die Klasse der nicht ribosomal synthetisierten Peptide gehört. Zu dieser Substanzklasse gehören auch bakterielle Virulenzfaktoren. Schließlich konnten wir ein Modell zur Kolonisierung des Mausdarms durch K. oxytoca etablieren. Dieses kann in Zukunft für die Untersuchung der Mechanismen herangezogen werden, über welche K. oxytoca AAHC induziert.

Zusammenfassung (Englisch)

Klebsiella oxytoca can be considered a constitutive resident of the normal intestinal microflora. Recently it was also demonstrated that K. oxytoca is the causative agent of antibiotic associated hemorrhagic colitis (AAHC). The disease is reported after a short onset of antibiotic treatment with penicillin derivatives and is self limiting after their cessation. The symptoms include bloody diarrhea and abdominal cramps and require hospitalization. An important feature of the disease is the lack of common intestinal pathogens like C. difficile. A cytotoxic phenotype of K. oxytoca has been described before, but so far no connection between a cytotoxin and the induction of AAHC has been established.The aim of this study was to characterize the K. oxytoca cytotoxin and its association with AAHC. We showed that K. oxytoca specifically releases a cytotoxic substance detectable only in a certain growth phase. This cytotoxic phenotype could be seen only for K. oxytoca isolates and showed a strong association with the AAHC. The majority of cytotoxin positive isolates originate from AAHC patients. The cytotoxic substance was further shown to be a small molecular mass substance with a high heat tolerance and stable activity upon storage separated from bacterial cells. To elucidate the genetic basis of the cytotoxin production a random transposon mutagenesis was performed. Four mutants that lacked the cytotoxic phenotype were identified. The inactivated genes allow a specific chromosomal region to be provisionally assigned to cytotoxin production. Gene homology gained from the DNA sequence information contribute to the hypothesis that the K. oxytoca cytotoxin may belong to the class of non ribosomal synthesized peptides, which are known to include virulence factors in many intestinal pathogens. Finally we established a model for K. oxytoca colonization of the mouse intestine that will serve for further analysis of the mechanisms that are involved in the induction of AAHC.