dc.contributor.author
Voit, Marie Luise
dc.date.accessioned
2023-11-27T13:14:05Z
dc.date.available
2023-11-27T13:14:05Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/39863
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-39583
dc.description.abstract
Ziel dieser Studie war es, Bakteriophagen (Phagen) gegen Enterococcus faecalis zu finden und ihre antimikrobiellen Eigenschaften gegen Biofilm zu testen. Aus den Ergebnissen sollte ein potentieller therapeutischer Einsatz gegen apikale Parodontitis bei sekundären und persistierenden Wurzelkanalinfektionen durch E. faecalis abgeleitet werden. Dafür wurden fünf lytische Phagen auf ihre antimikrobielle Aktivität gegen den von E. faecalis gebildeten Biofilm untersucht und als Monotherapie entweder mit Phagen oder einem Antibiotikum oder als Kombinationstherapie durchgeführt.
Methoden:
Unterschiedliche Abwasserproben aus Berlin wurden mithilfe von 16 klinischen E. faecalis Stämmen (14 klinische Isolate, darunter ein Vancomycin und Gentamicin High-Level resistenter Stamm, und zwei ATCC-Stämme) auf die Anwesenheit von lytischen Phagen untersucht. Anschließend wurden 5 Phagen ausgewählt, die sich durch besonders klare Lyse-Plaques auszeichneten. In einem Host Range Assay wurde die Wirksamkeit der ausgewählten Phagen auf ihre Stammspezifität untersucht. Die ausgewählten Phagen wurden dann mit einem Time-Killing Assay auf ihre Wirksamkeit gegen Biofilmformation getestet. Alle Phagen, die einen Anti-Biofilm Effekt erzielten, wurden in einem weiteren Versuch mit verschiedenen Antibiotika kombiniert, um eine komplette Auflösung des Biofilms zu erzielen. Dafür wurde erneut E. faecalis Biofilm auf porösen Glaskugeln für 24 Stunden (h) gezüchtet. Anschließend erfolgte die Anwendung von Phagen oder Antibiotikum als Einzelbehandlung oder eine kombinierte Behandlung. Dafür wurde für die verwendeten Antibiotika ein Antibiogramm erstellt, um die für jeden ausgewählten E. faecalis-Stamm zu testenden Antibiotikakonzentrationen zu bestimmen. Gentamicin und Vancomycin wurden zur Behandlung aller E. faecalis-Stämme verwendet, mit Ausnahme des Vancomycin- und Gentamicin-resistenten Stammes (VRE), für den Daptomycin und Fosfomycin eingesetzt wurden. Um die antimikrobielle Aktivität nach der Behandlung zu evaluieren, wurde das Verfahren der isothermalen Mikrokalorimetrie angewandt und die Wärmeproduktion der eventuell verbleibenden Bakterien in Joule (J) über 48 h gemessen.
Ergebnisse:
Alle getesteten Phagen waren aktiv gegen E. faecalis-Biofilm. Die effektivste Biofilmreduktion wurde mit einer kombinierten Behandlung aus Phagen und Antibiotikum erzielt, wobei die Kombination mit Gentamicin die beste antimikrobielle Wirksamkeit aufwies. Im Fall des Stammes EF 10 konnte eine vollständige Zerstörung des Biofilms erreicht werden, wenn die Phagenbehandlung gestaffelt mit Antibiotika erfolgte. In allen anderen Fällen wurde nach einer gewissen Zeit der Unterdrückung ein erneutes Wachstum der Bakterien beobachtet. Für den resistenten Stamm VRE EF 04 erzielte die Kombination von Phagen mit Daptomycin die besten antimikrobiellen Ergebnisse.
de
dc.description.abstract
Five lytic bacteriophages (phages) were evaluated for their antimicrobial activity against
biofilm formed by E. faecalis to investigate their potential use in the treatment of posttreatment
apical periodontitis caused by E. faecalis. Therefore, treatment of the biofilm
was carried out as monotherapy with either phage or antibiotic or as combination therapy
applying first phage and subsequently antibiotic.
Materials and Methods:
Various collected wastewater samples from different sources in Berlin and 16 E. faecalis
strains (14 clinical isolates and 2 ATCC strains) were used to screen for the presence of
lytic phages. Five phages were selected and evaluated for their ability to form plaques
and their virion morphology. To evaluate strain specificity, a host range test was performed
for each phage using all 16 E. faecalis strains. In addition, the killing kinetics of
the phages against biofilm were determined using a time-killing assay. To investigate
antibiofilm efficacy, 24 hours (h) biofilms grown on porous glass beads were treated for
24 h either as monotherapy with phage or antibiotics or as a staggered combination therapy
with phage followed by administration of one or two antibiotics at increasing concentrations.
Therefore, an antibiogram was performed with the antibiotics under study to determine
the antibiotic concentrations to be tested for each selected E. faecalis strain.
Gentamicin and vancomycin were used to treat all E. faecalis strains except for the vancomycin-
and gentamicin-resistant strain (VRE), for which daptomycin and fosfomycin
were evaluated. Antimicrobial activity was determined by measuring heat production over
48 h by using isothermal microcalorimetry.
Results:
All phages tested showed antibiofilm activity. Staggered treatment with phage and antibiotic
achieved the strongest biofilm reduction, where the combination with gentamicin
presented the best antimicrobial efficacy. Only in the case of strain EF 10 a complete eradication of the biofilm was achieved when phage treatment was combined with antibiotics.
In all other cases, bacterial regrowth was observed after a period of suppression.
In the case of strain VRE EF 04, a combination treatment with phage followed by daptomycin
showed the best antimicrobial outcome.
en
dc.format.extent
VII, 64
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
bacteriophages
en
dc.subject
apical periodontitis
en
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Der Einsatz von Bakteriophagen gegen E. faecalis-Biofilme als potentielle Therapie bei persistierender apikaler Parodontitis in einem In-vitro-Modell
dc.contributor.gender
female
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2023-11-30
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-39863-2
dc.title.translated
The use of bacteriophages against E. faecalis biofilms as a potential therapy for persistent apical periodontitis in an in vitro model
eng
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access