dc.contributor.author
Reiß, Anja
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:35:10Z
dc.date.available
2007-10-16T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2733
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6934
dc.description
Gesamtdissertation
dc.description.abstract
Eine bakterielle Meningitis im Neugeborenenalter kann besonders folgenschwer
für die weitere Entwicklung des Patienten sein. Während einer bakteriellen
Meningitis kommt es zum permanenten Verlust von Neuronen, besonders im Kortex
und Gyrus dentatus. Dieser Neuronenuntergang könnte die Erklärung für die
verschiedenen neurologischen Defizite sein, unter denen Patienten nach einer
Meningitis leiden. Die genauen Mechanismen dieser Neuronenschädigung sind
bisher noch nicht vollständig geklärt. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle
der Poren-formenden Toxine Pneumolysin und beta-Hämolysin in der Pathogenese
der neuronalen Schädigung zu untersuchen. Dazu wurde ein Meningitismodell in
der neonatalen Ratte etabliert. Die Entzündung wurde durch intrazisternale
Injektion von einem Pneumokokken- und einem GBS-Stamm sowie entsprechender
Toxin-defizienter Mutanten in sieben Tage alten Ratten induziert. Der Nachweis
der Meningitis erfolgte durch Bestimmung der Leukozytenzahl und des
Bakterienwachstums im Liquor. Mittels eines klinischen Scores erfolgte die
Untersuchung und Beurteilung des Allgemeinzustandes der Tiere. Mit Hilfe der
Hämatoxylin-/Eosin- und der TUNEL-Methode erfolgte die Detektion neuronaler
Schädigung im Kortex und im Hippokampus. Typische Eigenschaften des
programmierten Zelltodes wie Zellschrumpfung und Kernkondensation und DNA-
Doppelstrangbrüche konnten auf diese Weise dargestellt werden. Es konnte
gezeigt werden, dass alle verwendeten Pneumokokken- und GBS-Stämme in der Lage
waren, in unserem Modell eine Meningitis zu induzieren. Dabei zeigten sich
keine Veränderung der Pleozytose und kein signifikanter Unterschied in der
Bakterienzahl im Liquor zwischen den verschiedenen Versuchsgruppen. Bei der
klinischen Untersuchung zeigten sich hingegen signifikante Unterschiede
zwischen den mit Wildtyp-Stämmen und den mit Bakterien-Mutanten infizierten
Tieren. Sowohl die Abwesenheit von Pneumolysin bei der Pneumokokken-, als auch
von Hämolysin bei der GBS-Meningitis, führten zu einer signifikanten
Verbesserung des klinischen Zustandes. Die Verwendung der Toxin-defizienten
Mutanten von S. pneumoniae und S. agalactiae (plnA-; spxB-; plnA-/spxB- und
COH-1cylE∆cat) führte zu einer Reduktion der kortikalen und hippokampalen
Apoptoserate verglichen mit den Wildtypgruppen. Diese Daten stehen in engem
Zusammenhang mit dem klinischen Score: ein geringerer Neuronenverlust ging mit
einer Verbesserung des klinischen Zustandes einher. Die Ergebnisse dieser
Arbeit sind von besonderer klinischer Relevanz, da diese Toxine sowohl von
lebenden Bakterien, als auch bei der durch Antibiotika induzierten
Bakterienlyse freigesetzt werden. Ein wichtiger Aspekt ist auch, dass durch
die zunehmende Resistenzentwicklung in Zukunft von einer längeren Persistenz
lebender Bakterien im Gehirn ausgegangen werden muss. Dies könnte zu einer
vermehrten Freisetzung der bakteriellen Neurotoxine führen. Perspektivisch
sind die molekularen Mechanismen des Zelltodes durch Poren-bildende Toxine zu
klären sowie weitere bakterielle Toxine als Neurotoxine zu identifizieren. Die
rasche Verfügbarkeit molekularer Techniken zur Erregeridentifikation könnte
spezifische Interventionen z.B. mit Antikörpern gegen solche Neurotoxine
ermöglichen.
de
dc.description.abstract
Bacterial meningitis of human infants often causes major neurological sequelae
and developmental impairments. During bacterial meningitis neurons are
permanently lost, especially in the cortex in dentate gyrus. This neuronal
loss may explain several neurological deficits from which patients are
suffering after meningitis. The exact mechanisms of neuronal damage in
bacterial meningitis are not completely known. It was the goal of this work to
investigate the role of the pore-forming toxins pneumolysin and beta-
hemolysins in the pathogenesis of neuronal damage. Therefore, a neonatal rat
meningitis model was established. Meningitis was induced by intracisternal
injection of pneumococci or group B streptococci or their toxin-deficient
mutants into seven day old rats. Meningitis was proofed by counting leukocytes
and bacterial colonies in the cerebrospinal fluid. A clinical score was used
to judge the condition of the animals. Neuronal damage in cortex and
hippocampus was detected with hematoxylin&eosin; and TUNEL stainings. This
proofed characteristical signs of programmed cell death such as cell
shrinkage, nuclear condensation and DNA double strand breaks. All pneumococcal
and GBS strains induced meningitis in our model. Cerebrospinal pleocytosis and
bacterial numbers did not differ significantly between all groups. However,
the clinical scores of rats infected with wild type or mutant bacteria
differed significantly. Either absence of pneumolysin in pneumococcal
meningitis or hemolysin in GBS meningitis caused a less deterioration of the
clinical score. Compared to their respective wild type bacteria, pneumolysin-
deficient or hydrogen peroxide-deficient S. pneumoniae or hemolysin-deficient
S. agalactiae induced an attenuated rate of apoptosis of cortical and
hippocampal neurons. These data were in close correlation with the clinical
score: an attenuated loss of neurons was paralleled with an improvement of the
clinical score. The results of this work are of high clinical significance,
because these toxins are released from live bacteria and during antibiotica-
induced bacterial lysis. Another important aspect is that due to the
increase of bacterial resistance bacteria may longer persist in the
cerebrospinal fluid compartment. This may result in an increased release of
bacterial toxins. The molecular mechanisms cell death induced by pore-forming
and other toxins need further clarification. The rapid identification of the
pathogen by molecular techniques could enable specific interventions to
neutralize these neurotoxins, e.g., with antibodies.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
bacterial toxins
dc.subject
neuronal apoptosis
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Bakterielle Toxine sind wesentliche Mediatoren neuronaler Apoptose im
neonatalen Meningitis -Modell
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. J. R. Weber
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. B. Spellerberg
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. W. Brück
dc.date.accepted
2007-12-07
dc.date.embargoEnd
2007-01-12
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002633-8
dc.title.translated
Bacterial toxins are contributors of neuronal apoptosis in a neonatal
meningitis-model
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000002633
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2007/686/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000002633
dcterms.accessRights.dnb
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dcterms.accessRights.openaire
open access