Abb. 2. Entwicklung eines DNS-Mikroarrays für VRE. Start ist die bioinformatische Analyse, weiter über die Herstellung des Mikroarrays bis hin zur Optimierung der Testprotokolle. Bild: AG Ehricht Enterokokken sind grampositive Bakterien, die als Kommensalen im Magen-Darm-Trakt von Menschen und Tieren vorkommen. Außerhalb des Darms können sie jedoch eine Vielzahl von Infektionen verursachen, darunter Wundinfektionen nach Operationen, Endokarditis und Bakteriämien, insbesondere bei immungeschwächten Patienten. Vancomycin-resistente Enterokokken (VRE) gehören zu den wichtigsten Trägern erworbener und zunehmend verbreiteter Antibiotikaresistenzen bei Mensch und Tier, weshalb ihre frühzeitige Detektion und Charakterisierung entscheidend für eine effektive Infektionskontrolle ist. Zu diesem Zweck wurde ein DNS-Mikroarray für VRE entwickelt. Der Prozess begann mit einer umfassenden bioinformatischen Analyse, bei der hochwertige annotierte Sequenzdaten von Enterokokken-Stämmen gesammelt wurden. Auf dieser Grundlage wurde eine eigene HomologieDatenbank erstellt, die als Basis für das Design optimaler Konsensus-Primer und -Sonden diente [4;5]. Die DNS-Arrays wurden in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner (InterArray) hergestellt. Klinische VRE-Stämme, die zuvor sequenziert worden waren, wurden für die Optimierung und Validierung des neuen Mikroarray basierten Assays verwendet [6]. Detektion und Charakterisierung von Vancomycin-resistenten Enterokokken Der DNA-Mikroarray wird aktuell zum kommerziellen Produkt weiterentwickelt, indem zusätzliche Marker integriert werden, um eine noch präzisere Typisierung zu ermöglichen. [4] DOI: 10.3390/biomedinformatics2040041 (2022) [5] DOI:10.3390/biomedinformatics4020068 (2024) [6] DOI: 10.3390/s24196476 (2024) Horizontaler Gentransfer in Staphylococcus aureus / MRSA Staphylococcus aureus ist ein weitverbreitetes Pathogen, dass Menschen und Tiere kolonisiert oder infiziert. S. aureus kann lebensbedrohliche Erkrankungen verursachen und ist oft resistent gegen Antibiotika. Die Anpassungsfähigkeit dieser Spezies beruht auf dem horizontalen Austausch von Genen für Virulenz- und Resistenzeigenschaften. Ein Schwerpunkt unserer Arbeit ist, die Evolution von S. aureus durch den Transfer mobiler genetischer Elemente zu erforschen. Dazu arbeiten wir mit Gruppen in anderen Ländern [7] zusammen, weisen Resistenzfaktoren und Virulenzgene mittels DNA-Microarrays und Genomsequenzierung nach und untersuchen Bakteriophagen, die Gene für bakterielle Toxine übertragen [8;9]. Außerdem haben wir mehrere S. aureus Stämme identifizieren können, die große Teile, bis zu einem Drittel, ihres Genoms ausgetauscht haben, wobei der Mechanismus des Transfers noch unbekannt ist [10]. [7] DOI: 10.3390/antibiotics12010078 (2023) [8] DOI: 10.3390/pathogens12050704 (2023) [9] DOI: 10.3390/antibiotics13050401 (2024) [10] DOI: 10.3390/microorganisms12010096 (2024) Abb. 3. Verbreitung von Pathogenitätsfaktoren der Wirtszellen durch lysogene Bakteriophagen. Infolge der Verpackung von Wirts-DNA in Phagenpartikel kann diese durch Infektion auf neue Wirte übertragen werden. Bild: AG Ehricht FORSCHUNG — 109
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