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Frontiers in Cellularand Infektion Mikrobiologie

Einführung

Koagulase-negative Staphylokokken (CoNS) sind eine heterogene Gruppe von Staphylokokken-Spezies klassifiziert klinisch durch das fehlen der Blutgerinnung Enzym koagulase. Dies unterscheidet sie von Staphylococcus aureus und einigen klinisch weniger wichtigen Koagulase-positiven Arten., Heute sind sie die am häufigsten isolierten Bakterien in klinischen Kulturen und haben sich als wichtige nosokomiale Krankheitserreger herausgestellt. Risikofaktoren für diese Infektion sind das Vorhandensein innewohnender medizinischer Implantate wie intravaskuläre Katheter oder Immunsuppression aufgrund von Krebsbehandlung oder HIV/AIDS. Die Behandlung von Virusinfektionen wird durch das Auftreten antibiotikaresistenter Stämme (wie insbesondere MRSE, Methicillin-resistente S. epidermidis) erschwert (Rogers et al., 2009).,

Nachteile sind ein integraler Bestandteil der normalen Flora auf der menschlichen Haut und Schleimhäuten und besiedeln bevorzugt feuchte Bereiche (Grice et al., 2009). S. epidermidis, die häufigste aus klinischen Kulturen gewonnene Tierart, besiedelt Achselhöhle, Leistengegend, Vordernasen, Bindehaut, Zehennetze und Perinealbereich (Kloos und Musselwhite, 1975). Während normalerweise harmlose oder sogar nützliche Kolonisatoren, sobald die Wirtsepithelbarriere beeinträchtigt ist, können Krankheiten wie S. epidermidis schwere Infektionen verursachen., Tatsächlich machen bakterielle Infektionen die Mehrheit der bakteriellen Sepsis und fremdkörperbedingten Infektionen aus, wobei S. epidermidis die bedeutendste Spezies in dieser Hinsicht ist (Rogers et al., 2009).

Die Immunantwort des Wirts auf S. epidermidis, der Mechanismus der Immuntoleranz und die Immunvorteile, die S. epidermidis commensals bieten kann, beginnen gerade erst zu entwirren. Diese überprüfung liefert die neuesten Forschungsergebnisse auf dem host-Reaktion zu S. epidermidis als commensals, und als opportunistische Bakterien im Kontext von Biofilmen und septischen Infektionen.,

Die Immunantwort des Wirts auf S. epidermidis als Kommensal

Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass die Mikrobiota der Haut im Allgemeinen einen wichtigen Einfluss auf das Immunsystem haben (Belkaid und Tamoutounour, 2016). Obwohl CoNS zu den wichtigsten Hautkolonisatoren gehört, wurden spezifische Studien zur Immunantwort des Wirts auf CONS-Besiedlung und-etablierung begrenzt. Diejenigen, die verfügbar sind, haben sich auf die Immunantwort auf die Besiedlung der Haut durch die prototypische Tierart S. epidermidis und die Vorteile einer solchen Besiedlung für den Wirt konzentriert.,

Zum Beispiel hat die Gallo-Gruppe potenziell vorteilhafte Funktionen von S. epidermidis als Hautkommensal beschrieben. Nämlich, Lai et al. es wurde berichtet, dass S. epidermidis Lipoteichoesäure (LTA) durch einen Mechanismus, an dem TLR (Toll-like Receptor) 2 beteiligt ist, Hautentzündungen reduziert (Lai et al., 2009). Die gleichen Autoren berichteten später auch, dass S., epidermidis (aber keine anderen Bakterien) produziert eine nicht weiter charakterisierte Substanz von weniger als 10 kD, die TLR2 aktiviert und dadurch eine antimikrobielle Peptidproduktion induziert, die die Fähigkeit von Zelllysaten erhöht, das Wachstum von Streptokokken der Gruppe A und S. aureus zu hemmen (Lai et al., 2010) (Abbildung 1A). Diese Ergebnisse unterstreichen eine positive Funktion von S., epidermiden auf der Haut in Bezug auf den stimulierenden Faktor müssen sie angesichts der Tatsache gesehen werden, dass die häufig berichtete Aktivierung von TLR2 durch LTA in Frage gestellt wurde: Die LTA-Reinigung ist äußerst schwierig und enthält häufig TLR2-stimulierende Lipopeptidkontaminanten, auch in kommerziellen Präparaten (Hashimoto et al., 2006). Diese Ergebnisse erfordern daher sicherlich eine weitere Bewertung unter Verwendung von isogenen Mutanten von S. epidermidis, um die Art des stimulierenden Faktors zu überprüfen.

ABBILDUNG 1

Abbildung 1., Modell der Wirtsreaktion auf S. epidermidis Kolonisation (A) S. epidermidis kolonisiert die Hautepidermis, eine hochorganisierte Struktur, die hauptsächlich aus Keratinozyten besteht. Als Reaktion auf die Besiedlung von S. epidermidis binden Mustererkennungsrezeptoren (PRRs) wie TLR2 an Keratinozyten an schlecht charakterisierte Faktoren, die von S. epidermidis sezerniert werden, um eine Signalkaskade zu stimulieren, die beispielsweise zur Produktion der antimikrobiellen Peptide β-Defensin 2(hBD2) und hBD3 führt. Diese antimikrobiellen Peptide bieten Schutz vor kutanen S. aureus-und Streptokokkeninfektionen der Gruppe A., (B) Die Besiedlung von S. epidermidis induziert eine spezifische CD4+ FOXP3+ Treg-Reaktion, die für die Immuntoleranz gegenüber S. epidermidis als Kommensal unerlässlich ist. Es wird angenommen, dass die Immuntoleranz nur während der Neugeborenenperiode festgestellt wird, da die Besiedlung bei erwachsenen Mäusen keine Toleranz ergab. (C) In einem anderen Modell, das auf Ergebnissen bei erwachsenen Mäusen basiert, löst die Besiedlung der Haut durch S. epidermidis eine spezifische IL-17A+ CD8+ T-Zell-Reaktion aus., Diese T-Zellen, die durch CD103+ dendritische Zellen in den Lymphknoten der Haut drainiert werden, verbessern die angeborene antimikrobielle Abwehr und verhindern das Eindringen des Pilzes C. albicans.

Scharschmidt et al. zeigte, dass die Besiedlung mit S. epidermidis eine lokale sowie systemische spezifische CD4+ T-Zellantwort auslöste, wie die Anreicherung spezifischer CD4+ T-Zellen sowohl in den hautableitenden Lymphknoten als auch in der Milz zeigte (Scharschmidt et al., 2015). Diese Gruppe entwickelte die S., epidermidis-Hautisolat, Stamm Tü3298, um das Peptidantigen 2W (Epi-2W) zu exprimieren, das an ein fluoreszierendes Protein gebunden ist. Um eine Besiedlung zu erreichen, wandten sie 108-109 CFUs des engineered Epi-2W-Stammes alle 3 Tage für insgesamt drei Anwendungen auf die Rückenhaut von C57BL/6-Mäusen an. Anhand dieses Modells veranschaulichten die Autoren, dass die Expansion spezifisch CD4 + regulatorischer T (Treg) – Zellen eine entscheidende Rolle bei der Immuntoleranz gegenüber S. epidermidis spielt., Eine solche Toleranz erforderte jedoch eine frühe bakterielle Besiedlung während des Neugeborenenstadiums, da die Besiedlung bei erwachsenen Mäusen keine Toleranz ergab (Abbildung 1B). Die Arbeit von Scharschmidt et al. ist besonders faszinierend, da es die wissenschaftliche Begründung für die Modulation der Hautmikrobiota in der Neugeborenenperiode als therapeutische Option zur Behandlung entzündlicher Hautkrankheiten und insbesondere bei atopischer Dermatitis (AD) liefert.

Die Haut von AD-Patienten wird häufig von S. aureus besiedelt (Higaki et al., 1999). Mehrere Studien zeigen, dass S., epidermidis ist die zweithäufigste Mikrobe, die aus AD-betroffenen Hautläsionen isoliert wurde (Hon et al., 2005, 2012, 2016). Dies impliziert zwar nicht direkt S. epidermidis in der Pathogenese von AD, aufgrund seiner normalen und häufigen Fülle auf der Haut, in der jüngsten dieser Studien, Hon et al. untersuchte bakterielle Isolate von 100 AD-Patienten und stellte fest, dass S. epidermidis in den am stärksten AD-betroffenen Hautläsionen vorhanden ist (Hon et al., 2016). Somit ist die zuvor vorgeschlagene antagonistische Beziehung zwischen S. epidermidis und S. aureus (Cogen et al., 2010; Iwase et al.,, 2010), die nicht übersetzt zu weniger Krankheit in Ihrer Studie. Vielmehr deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass die Besiedlung von S. epidermidis mit einer schwereren AD-Erkrankung verbunden ist. Sicherlich sind weitere Studien erforderlich, um die Rolle von S. epidermidis bei der AD-Pathogenese und die Art der Beziehung zwischen S. aureus und S. epidermidis bei AD-Läsionen zu bewerten.

Naik et al. es wurde gezeigt, dass die Besiedlung von S. epidermidis bei erwachsenen Mäusen eine hautspezifische T-Zell-Reaktion induziert (Naik et al., 2015). In dieser Studie wendete die Gruppe ~5 ml 107-109 KBE pro ml S an., epidermidis über die gesamte Hautoberfläche der Maus jeden zweiten Tag für insgesamt vier Anwendungen, ein Verfahren, mit dem sie berichten, um eine stabile Besiedlung zu erhalten. Die in dieser Studie induzierten T-Zellen waren jedoch eher IL-17A+ CD8+ T-Zellen als CD4+ T-Zellen, wie in den Scharschmidt et al. Studie (Scharschmidt et al., 2015). Die Autoren zeigten, dass diese IL-17A+ CD8+ T-Zellen Immunität gegen kutane C. albicans-Infektion lieferten (Abbildung 1C); Sie untersuchten jedoch nicht, ob dies auch Immunität gegen andere Krankheitserreger bietet, insbesondere S. aureus (Naik et al., 2015).,

Sowohl die Scharschmidt et al. und Naik et al. studien untersuchten die Immunantwort des Wirts auf S. epidermidis Kolonisation, doch ihre Ergebnisse sind ganz anders. Diese Unterschiede lassen sich auf die Nuancen beim Aufbau der Mausmodelle oder ggf. auch auf die spezifischen S. epidermidis Stämme zurückführen. Trotz der Unterschiede in den Ergebnissen zeigten die beiden Studien zusammen, dass die Besiedlung mit S. epidermidis eine adaptive T-Zell-Reaktion bei Mäusen induziert. Es ist jedoch unklar, ob eine solche Immunsignatur gegen S. epidermidis-Besiedlung auch beim Menschen beobachtet wird.,

Immunität gegen S. epidermidis bei Biofilm-assoziierten Infektionen

Es wurden nur sehr wenige Studien durchgeführt, um die Immunantwort auf S. Biofilm-assoziierte Infektionen zu bewerten, insbesondere im Vergleich zu S. aureus. Die meisten dieser Studien haben sich auf S. epidermidis konzentriert. CoNS Biofilm-assoziierte Infektionen treten häufig bei Patienten mit medizinischen Implantaten auf, wobei S. epidermidis die wahrscheinlichste Art ist, die wiederhergestellt wird (Rogers et al., 2009)., Biofilme sind komplexe, räumlich vielfältige Agglomerationen von Bakterienzellen, die in einer amorphen, selbst produzierten extrazellulären Matrix aus extrazellulärer DNA, Proteinen und Polysacchariden eingeschlossen sind (Otto, 2008). Biofilm-assoziierte Infektionen sind aus mehreren Gründen äußerst resistent gegen Antibiotika, einschließlich eines verringerten Stoffwechsels und einer beeinträchtigten Penetration durch die extrazelluläre Matrix (Mah und O ‚ Toole, 2001). Folglich erfordert die Behandlung häufig eine chirurgische Entfernung des infizierten Geräts oder Gewebes., Allein in den USA werden jährlich rund 2 Milliarden US-Dollar für die Behandlung und Behandlung orthopädischer implantatbedingter Infektionen ausgegeben (Darouiche, 2004; Parvizi et al., 2010).

Im Allgemeinen ist die Immunantwort des Wirts auf eine S. epidermidis Biofilm-assoziierte Infektion nicht schützend oder ausreichend, um die Infektion zu beseitigen. Daher sind die meisten S. epidermidis Biofilm-assoziierten Infektionen chronisch. Die meisten Studien, die bisher zu diesem Thema durchgeführt wurden, sind In-vitro-Studien, in denen Biofilmbakterien mit planktonischen Bakterien verglichen wurden. Ergebnisse mehrerer Studien legen nahe, dass S., epidermidis-Biofilme induzieren im Vergleich zu ihren planktonischen Gegenstücken eine Abschwächung der phagozytischen Funktion und der Produktion entzündungshemmender Zytokine (Abbildung 2). Widersprüchliche Ergebnisse wurden über die Auswirkungen von S. epidermidis Biofilmen auf die phagozytische Aktivität berichtet. Zwei Studien berichteten, dass die Adhärenz und Phagozytose durch humane Neutrophile und primäre humane Monozyten-abgeleitete Makrophagen signifikant verbessert wurden, wenn sie mit Biofilm-gewachsenen Bakterien stimuliert wurden (Heinzelmann et al., 1997; Spiliopoulou et al.,, 2012), während andere berichteten, dass der Biofilm Exopolysaccharid, Polysaccharid interzelluläres Adhäsin (PIA) (Mack et al., 1996) spielt eine wesentliche Rolle bei der Abschwächung der phagozytischen Kapazität von murinen peritonealen Makrophagen (Shiau und Wu, 1998), J774A.1 murine Makrophagen (Schommer et al., 2011) und menschliche PMNs. In der Literatur gibt es jedoch einen Konsens über die Auswirkungen von S. epidermidis Biofilm auf die phagozytische Abtötung. Töten durch menschliche Makrophagen (Spiliopoulou et al., 2012) und PMNs (Vuong et al., 2004; Kristian et al.,, 2008) sowie antikörpervermittelte Abtötung durch Leukozyten (Cerca et al., 2006) sind in Gegenwart von Biofilm-gewachsenen Bakterien stark abgeschwächt.

ABBILDUNG 2

Abbildung 2. Modell der Wirtsreaktion auf S. epidermidis-Infektionen. Das Durchbrechen der Haut kann zur Verbreitung von S. epidermidis in den Blutkreislauf führen und Bakteriämie und akute Fälle von Sepsis verursachen., Die Immunität des Wirts gegen septische Infektionen hängt stark von Neutrophilen, Komplement sowie der Aktivierung von PRRs ab, einschließlich G-Protein-gekoppelter Rezeptoren (GPCRs) wie TLR2 (grün) und FPR2 (blau). Biofilm-assoziierte Infektionen an medizinischen Implantaten entstehen durch Verunreinigungen beim Einführen von Geräten oder in seltenen Fällen aus dem Blutkreislauf. Patienten mit medizinischen Implantaten sind anfällig für S. epidermidis sepsis, da sich Biofilmbakterien häufig in den Blutkreislauf ausbreiten können., Es wird allgemein angenommen, dass die Immunantwort auf Biofilm-assoziierte Infektionen nicht wirksam ist, da Biofilme die phagozytische Abtötung durch PMNs und Makrophagen hemmen. Darüber hinaus neigen sie das Immunsystem zu einer verstärkten Produktion von entzündungshemmenden Zytokinen wie IL-13, während sie die Sekretion von entzündungsfördernden Zytokinen, einschließlich IL1-beta, IL-12 und IFN-gamma, begrenzen.

Die Rolle des Komplements bei den Biofilm-assoziierten Infektionen ist ziemlich unklar. Während S., epidermidis biofilmproduzierende Stämme rufen eine stärkere Reaktion bei der Aktivierung und Freisetzung von Komplementkomponenten hervor als ihre isogenen PIA-negativen und damit biofilmnegativen Gegenstücke (Kristian et al., 2008; Fredheim et al., 2011) führte eine solche Komplementfreisetzung nicht zu einer verstärkten phagozytischen Abtötung. S. epidermidis PIA-positive Biofilme lösten die C3a-Freisetzung aus, schützten S. epidermidis jedoch vor C3b – und IgG-Opsonisierung und PMN-vermittelter Tötung (Kristian et al., 2008)., Insbesondere-während einige Autoren versuchten, PIA spezifische Effekte zuzuschreiben, anstatt Biofilmbildung, indem sie Aggregate mechanisch zerstörten (Vuong et al., 2004) kann in keiner dieser Studien eine klare Unterscheidung zwischen den Wirkungen von Biofilm-Agglomerationen und einer direkten Wirkung des Exopolysaccharids PIA getroffen werden. Wie für die beanspruchten entzündungsfördernden Eigenschaften von PIA (Kristian et al., 2008; Fredheim et al., 2011; Ferreirinha et al.,, 2016), die Tatsache, dass PIA eine schwer zu reinigende Substanz ist und isogene PIA-negative Mutanten deutlich unterschiedliche Zelloberflächeneigenschaften aufweisen, erschwert es, beobachtete Effekte direkt dem PIA-Molekül zuzuschreiben.

Es wurde berichtet, dass S. epidermidis Biofilm-gewachsene Stämme die Produktion von entzündungshemmenden und nicht proinflammatorischen Zytokinen hervorrufen (Spiliopoulou et al., 2012). In der jeweiligen Studie wurden primäre humane Monozyten-abgeleitete Makrophagen mit lebendem S stimuliert., epidermidis aus 24-h-Biofilmen produzierten niedrigere Konzentrationen proinflammatorischer Zytokine (IL-1beta, IFN-gamma, IL-12) und erhöhte Spiegel des entzündungshemmenden Zytokins IL-13 als planktonische Zellen, die für 2 h gezüchtet wurden. Offensichtlich in diesem Vergleich andere Faktoren, wie vor allem Quorum-Sensing-regulierte proinflammatorische Faktoren wie die phenollöslichen Moduline (PSMs) (Cheung et al., 2014), die im Folgenden erörtert werden, kann eher für die beobachteten Unterschiede als für die Biofilmbildung selbst verantwortlich gemacht werden., Beim Vergleich von Biofilm-positiven mit isogenen Biofilm-negativen (PIA-negativen, Emfp-oder Aap-negativen) Stämmen, Schommer et al. beobachtete auch eine reduzierte Entzündungsreaktion bei 774A. 1 Makrophagen mit reduzierter NF-kappaB-Aktivierung und reduzierter IL-1beta-Produktion (Schommer et al., 2011).

Es ist wenig darüber bekannt, wie das adaptive Immunsystem auf Biofilm-assoziierte Infektionen reagiert, zum Teil, weil es schwierig ist, langfristige S. epidermidis Biofilm-Infektionsmodelle zu etablieren. Vuong et al. haben ein Katheter-bedingtes Murininfektionsmodell mit einem S entwickelt., epidermidis Biolumineszenzstamm Se943 genannt, mit dem sie in Echtzeit das Fortschreiten der S. epidermidis Biofilm-assoziierten Infektion überwachen konnten (Vuong et al., 2008). Beim Vergleich der Anfälligkeit von Nu/Nu (T-Zell-Mangel) und CBSCBG-MM (T/B-Zell-Mangel) für S. epidermidis Biofilm-assoziierte Infektion mit immunkompetenten Wildtyp-Balb/C-Mäusen stellten die Autoren fest, dass insbesondere die Nu/Nu-Mäuse anfälliger für Infektionen waren, was auf eine wichtige Rolle der T-Zell-vermittelten Immunität gegen S. epidermidis Biofilm-assoziierte Infektion hinweist.

Immunität Gegen S., epidermidis während der Sepsis

Das Vorhandensein von Bakterien im Blut (Bakteriämie), die häufig aus der Ausbreitung von Bakterien aus Biofilmen auf einwellenden Medizinprodukten resultieren, kann eine akute Sepsis verursachen (Abbildung 2). CoNS Bakteriämie ist mit erheblichen Gesundheitskosten, Morbidität und Mortalität verbunden (Bearman und Wenzel, 2005). Immun-kompromittierte und vorzeitige Neugeborene sind am anfälligsten für CoNS Sepsis mit S. epidermidis ist die am weitesten verbreitete CoNS Spezies beteiligt (Cheung und Otto, 2010).

Im Gegensatz zu S. epidermidis biofilm-assoziierten Infektionen, die chronisch sind, S., epidermidis Sepsis ist von Natur aus akut. Daher unterscheidet sich die Immunantwort des Wirts auf S. epidermidis sepsis, die größtenteils im Blutkreislauf stattfindet, stark von der gegen Gewebe residierende S. epidermidis biofilm associated-Infektionen. Da Neugeborene eine erhöhte Anfälligkeit für S. epidermidis sepsis haben, befassten sich die meisten Studien zu diesem Thema mit S. epidermidis neonatale Sepsis. Daher wird sich die folgende Diskussion auf die Immunität von Neugeborenen als Reaktion auf S. epidermidis sepsis konzentrieren.,

Ein wichtiges Element in der angeborenen Immunantwort sind angeborene Immunzellen, unter denen Neutrophile an Zahl dominieren. Neutrophile erkennen eindringende Mikroben über ein Repertoire von Wirtsrezeptoren (siehe unten), nehmen sie auf und eliminieren sie innerhalb des Phagosoms durch reaktive Sauerstoffspezies und antimikrobielle Proteine, die während eines Prozesses namens Degranulation freigesetzt werden (Malech et al., 2014). Darüber hinaus können lysierte Neutrophile extrazelluläre neutrophile Fallen (Netze) bilden, um eindringende Mikroben zu binden und abzutöten (Brinkmann et al., 2004).,

Es hat sich gezeigt, dass mehrere Mustererkennungsrezeptoren (PRRs), die konservierte mikrobielle Produkte (PAMPs, pathogenassoziierte molekulare Muster) erkennen und an diese binden und eine wesentliche Rolle bei der Aktivierung der angeborenen Immunantwort spielen, für die Immunität des Wirts gegen S. epidermidis sepsis von entscheidender Bedeutung sind. TLR2 erwies sich als kritisch für die Clearance von S. epidermidis in einem Maus-Sepsis-Modell (Strunk et al., 2010). Bei menschlichen Neugeborenen nimmt die TLR2-Expression im Verlauf der S. epidermidis sepsis zu (Viemann et al.,, 2005) wurde jedoch berichtet, dass ein TLR-stimuliertes Immunsystem im Vergleich zu Erwachsenen weniger fähig ist, multiple Zytokinreaktionen bei Neugeborenen hervorzurufen (Kollmann et al., 2009). S. epidermidis PIA (Stevens et al., 2009), PSMs (Hajjar et al., 2001) und Lipoteichoesäure (LTA) (Xia et al., 2016) wurden behauptet, Effektoren von TLR2 zu sein. Studien mit PIA und PSMs wurden jedoch nicht mit isogenen Mutanten verifiziert; und was LTA betrifft, gab es kürzlich Hinweise darauf, dass Staphylokokken-Lipopeptide anstelle von LTA die wirklichen Immunstimulanzien sind (Hashimoto et al., 2006)., Weiterhin wurde in S. aureus gezeigt, dass PSMs keine direkten Agonisten von TLR2 sind, sondern zur Freisetzung von Lipopeptiden aus der Zelloberfläche führen und somit eine sekundäre, TLR2-stimulierende Wirkung haben (Hanzelmann et al., 2016), ein Effekt, der wahrscheinlich auch bei S. epidermidis vorhanden ist.

Basierend auf der Tatsache, dass der Formylpeptidrezeptor 2 (FPR2) PSMs erkennt (Kretschmer et al., 2010) ist dieser G-Protein-gekoppelte chemoattraktante Rezeptor ein weiterer potenziell wichtiger Wirtsrezeptor in der Reaktion gegen S. epidermidis. Wie gezeigt in S., aureus, PSM-FPR2-Aktivierung induziert Chemotaxis, Granulat-Exozytose und Interleukin-8 (IL-8) Freisetzung aus PMNs (Wang et al., 2007; Kretschmer et al., 2010). Studien zu den Auswirkungen von PSMs von CoNS auf die Immunantwort wurden nur mit reinem PSMs von S. epidermidis durchgeführt (Cheung et al., 2010) und wurden bisher durch die Vielzahl genetischer psm-Loci in S. epidermidis und die allgemeine Schwierigkeit, isogene Deletionsmutanten in CoNS zu produzieren, behindert. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat jedoch der mobilen genetisch-Element-kodierten, hochproduzierten PSM-mec von S eine entscheidende Rolle zugeschrieben., epidermidis bei Entzündungen und Immunschwäche unter Verwendung von isogenen psm-mec-Mutanten (Qin et al., 2017).

Ergänzen spielt auch eine wichtige Rolle bei der Immunität gegen S. epidermidis sepsis. Mängel des Komplementfaktors C3 und IgG sind mit einem höheren Risiko für neonatale CoNS-assoziierte Sepsis verbunden (Lassiter et al., 1991). Darüber hinaus induzierte S. epidermidis in einer Studie mit einem Ex-vivo-Vollblut-Sepsis-Modell eine signifikant geringere Komplementaktivierung bei Neugeborenen im Vergleich zu adultem Blut (Granslo et al., 2013)., Dieser Befund legt nahe, dass es einen Reifungsmangel im Neugeborenen-Komplementsystem gibt, was zum Teil erklären kann, warum Neugeborene anfälliger für S. epidermidis-septische Infektionen sind als Erwachsene. Darüber hinaus unterstreicht diese Studie die Bedeutung des Komplementsystems für die Abwehr von S. epidermidis sepsis.

Wie Komplement zeigen Neutrophile Frühgeborener einen Reifungsmangel. Sie zeigen einen gestörten oxidativen Burst im Vergleich zu denen, die von Neugeborenen isoliert wurden, wenn sie mit S. epidermidis stimuliert wurden (Björkqvist et al., 2004)., Dies kann zum Teil auch die erhöhte Anfälligkeit bei Frühgeborenen für S. epidermidis sepsis erklären. Interessanterweise sind Monozyten, eine weitere zelluläre Komponente der angeborenen Immunantwort, für die Abwehr des Wirts gegen neonatale S. epidermidis sepsis nicht wesentlich, da sowohl humane neonatale als auch adulte Monozyten eine ähnliche phagozytische und intrazelluläre Abtötungskapazität aufwiesen (Strunk et al., 2007). Zusammengenommen zeigt dies, dass Neutrophile eine besonders wichtige Rolle bei der Immunantwort während der S. epidermidis sepsis spielen.,

Während es zahlreiche Studien gibt, die sich dem Verständnis der Rolle der angeborenen Immunantwort während der S. epidermidis sepsis widmen, ist die Forschung zur Rolle der adaptiven Immunantwort bei S. epidermidis septischen Infektionen begrenzt. Da diese Infektionen akut sind, ist es unwahrscheinlich, dass die adaptive Immunantwort eine bedeutende Rolle spielt. Dementsprechend konnte die intravenöse Übertragung von Immunglobulin von Spendern mit hohen Titern von Antikörpern gegen S. epidermidis oder S. aureus bei Frühgeborenen nicht vor Sepsis schützen (Bloom et al., 2005; DeJonge et al., 2007).,

Schlussfolgerungen

Infektionen und insbesondere S. epidermidis stellen eine erhebliche medizinische und wirtschaftliche Belastung für die öffentliche Gesundheitsversorgung dar. Darüber hinaus werden mit dem Auftreten von Antibiotikaresistenzen die Behandlungsmöglichkeiten begrenzt. Die Eliminierung von S. epidermidis-Bakterien erscheint jedoch ungeeignet, da sie ein wesentlicher Bestandteil der nützlichen Mikrobiota auf Haut und Schleimhäuten sind.

Die positive Rolle von S., epidermidis Besiedlung bei der Prävention von Krankheitserregern auf der Haut, basierend auf Ergebnissen bei Mäusen, wurde der Stimulation der Immunantwort zugeschrieben. Da das Maushautmodell die Situation auf der menschlichen Haut jedoch kaum widerspiegelt, ist es nach wie vor unklar, ob die Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind. Darüber hinaus muss noch untersucht werden, ob eine mögliche direkte bakterielle Wechselwirkung zwischen S. epidermidis und Krankheitserregern auf der Haut eine Rolle spielt.

Die Immunantwort auf S. epidermidis während der Infektion ist möglicherweise noch weniger gut verstanden., Bei chronischen, biofilm-assoziierten Infektionen ist es schwierig, zwischen Wirkungen der Scheragglomeration und solchen, die durch spezifische Zelloberflächenkomponenten vermittelt werden, zu unterscheiden. Während der Sepsis bleibt die Art und Rolle proinflammatorischer Zytokine und Entzündungswege als Reaktion auf S. epidermidis ebenso schlecht definiert. Die Aufklärung dieser Mechanismen wird auch mehr Informationen über die Frage liefern, warum Neugeborene besonders anfällig für S. epidermidis-Infektion sind. Fortschritte in Bezug auf molekularbiologische Werkzeuge für S., epidermidis und Nachteile im Allgemeinen werden bei diesen Bemühungen eine große Hilfe sein und insbesondere bei der Unterscheidung zwischen direkten und sekundären Wirkungen helfen. Offensichtlich wird ein tieferes Verständnis der Immunantwort des Wirts auf diese Infektionen für die Entwicklung von S. epidermidis-Impfstoffen und neuartigen Therapien von entscheidender Bedeutung sein.

Autorenbeiträge

TN und MO schrieben das Manuskript. MP und TN bereiteten Zahlen vor.,

Interessenkonflikterklärung

Die Autoren erklären, dass die Untersuchung ohne kommerzielle oder finanzielle Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Danksagung

Diese Studie wurde unterstützt durch das Intramurale Forschungsprogramm des National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), US National Institutes of Health (NIH), Projektnummer ZIA AI001080.

Kloos, W. E., und Musselwhite, M. S. (1975)., Verteilung und Persistenz von Staphylokokken-und Mikrokokkenarten und anderen aeroben Bakterien auf der menschlichen Haut. Appl. Mikrobiol. 30, 381–385.

PubMed Abstract | Google Scholar

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