dc.contributor.author
Doehn, Jan-Moritz
dc.date.accessioned
2018-06-07T19:20:08Z
dc.date.available
2014-06-10T11:46:31.378Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/5997
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10196
dc.description.abstract
HINTERGRUND: Die ambulant erworbene Pneumonie (community-acquired pneumonia,
CAP) ist eine der am häufigsten registrierten Infektionskrankheiten weltweit.
Sie hat eine Inzidenz von ca. 1% und zeigt eine hohe Morbidität und
Mortalität. Der mit Abstand häufigste Erreger der CAP ist S.pneumoniae. In den
letzten Jahren nahmen die Resistenzraten von S. pneumoniae gegenüber
verfügbaren Antibiotika deutlich zu, wodurch die Notwendigkeit stieg,
alternative Therapiestrategien zu untersuchen. Das kürzlich isolierte und
aufgereinigte Bakteriophagenenzym Cpl-1 lysiert S. pneumoniae schnell und hoch
spezifisch. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des
therapeutischen Potenzials von Cpl-1 bei der schweren Pneumokokkenpneumonie.
METHODEN: C57Bl/6 Mäuse wurden transnasal mit S. pneumoniae infiziert. 24
Stunden nach der Infektion erfolgten entweder insgesamt sechs intraperitoneale
(i.p.) Injektionen von Cpl-1 im Abstand von jeweils 12 Stunden oder eine
einmalige intratracheale Applikation von Cpl-1. ERGEBNISSE: Zum Zeitpunkt des
Therapiebeginns 24 Stunden nach Infektion zeigten die Tiere gemessen am
klinischen Erscheinungsbild (Gewichtsverlust, erhöhte Atemarbeit), an der
Lungencompliance, an der paO2/FiO2-Ratio, dem Zytokinprofil und den
morphologischen Veränderungen der Lungen das Bild einer schweren Pneumokokken-
Pneumonie. Die i.p. Applikation von Cpl-1 führte zu einer deutlichen Reduktion
der pulmonalen Bakterienlast und verhinderte die Ausbildung einer Bakteriämie,
sowie einer systemischen Hypotonie. Bei Penicillin-sensiblen Pneumokokken
zeigte Cpl-1 eine vergleichbare anti-mikrobielle Wirksamkeit wie Amoxicillin.
Nebenwirkungen oder allergische Reaktionen wurden nach der repetitiven Gabe
von Cpl-1 nicht beobachtet. Die mit Cpl-1 behandelten Mäuse überlebten eine
sonst tödlich verlaufende Pneumonie und erholten sich rasch. Die Lyse der
Bakterien durch Cpl-1 verursachte in-vivo keine messbar erhöhte pro-
inflammatorische Reaktion. Hierauf aufbauend wurde das therapeutische
Potential einer einmaligen intratrachealen (i.t.) Applikation von Cpl-1
untersucht. Auch durch einmalige i.t. Applikation von Cpl-1 wurde die
Bakterienlast im Lungengewebe deutlich reduziert und eine Bakteriämie
weitgehend verhindert. Die meisten Cpl-1 behandelten Tiere erholten sich
rasch, und es kam in der Folge zu einer von 0% auf 80% erhöhten
Überlebenswahrscheinlichkeit im Vergleich zur Placebo-therapierten
Kontrollgruppe. Im Gegensatz zur systemischen Cpl-1 Applikation verursachte
die lokale Cpl-1 Gabe bei Pneumonie eine Erhöhung der pulmonalen Inflammation.
Bei der einmaligen i.t. Applikation konnte die Gesamtdosis von Cpl-1 gegenüber
der repetitiven intraperitonealen Applikation deutlich reduziert werden.
SCHLUSSFOLGERUNG: Die Applikation des lytischen Bakteriophagenenzyms Cpl-1
könnte eine neue, vielversprechende Option für die Behandlung der
Pneumokokken-Pneumonie darstellen.
de
dc.description.abstract
OBJECTIVES: Community-acquired pneumonia is a potentially life-threatening
infectious disease with significant morbidity and mortality. Streptococcus
pneumoniae is a facultative pathogenic microorganism of the human respiratory
tract and the most prevalent cause of community-acquired pneumonia. Despite of
the availability of antibiotics and pneumococcal vaccines, the mortality
caused by S. pneumoniae remains high. Therefore, there is high medical need
for alternative treatment strategies. In this context, the use of purified
bacteriophage endolysins has been proposed. Endolysins are enzymes which are
produced in phage-infected bacterial cells. Interestingly, endolysins are
capable of lysing the bacterial cell wall from inside as well as externally
(as purified recombinant proteins). This unique capacity makes endolysins
potential antibacterial agents. The recently purified bacteriophage endolysin
Cpl-1 rapidly and specifically kills pneumococci on contact. Neither
resistance nor side effects have been observed after application of Cpl-1 in
different animal models of infectious diseases. Therefore, the aim of this
study was to determine the therapeutic potential of Cpl-1 in a mouse model of
severe pneumococcal pneumonia. METHODS: Female C57Bl/6 mice were transnasally
infected with pneumococci. When severe pneumonia was established 24h after
infection, mice were treated repeatedly with intraperitoneal injections of
Cpl-1 or amoxicillin. In a second approach, Cpl-1 was applied once as an
aerosolized agent. RESULTS: Judged from clinical appearance, decreased body
weight and morphologic changes in the lungs, mice suffered from severe
pneumonia at the onset of therapy. Intraperitoneal Cpl-1 injections
efficiently reduced pulmonary bacterial counts, averted bacteremia, and led to
rapid resolution of pulmonary inflammation. Further, systemic Cpl-1
application prevented reduction of dynamic lung compliance and Pao2/Fio2
ratio, systemic hypotension, lactate increase and inflammatory response, as
determined by multiplex cytokine assay, in the course of pneumonia. Cpl-1
treatment led to a highly significant reduction in mortality compared to
controls. Notably, treatment of pneumonia due to penicillin-susceptible S.
pneumoniae with Cpl-1 or amoxicillin was comparably effective. Moreover, not
only repeated intraperitoneal applications, but also a single therapeutic
application of aerosolised Cpl-1 via the airways given 24 hours after
infection was sufficient to rescue mice from fatal pneumococcal pneumonia.
Lung bacterial load was reduced and bacteremia was almost completely omitted.
Most mice treated with i.t. Cpl-1 recovered rapidly, and survival increased
from 0% to 80% as compared to placebo treated mice. In contrast to systemic
Cpl-1, i.t. Cpl-1 application increased local pulmonary inflammation. The
Cpl-1 dose applied could be reduced relevantly by using a single i.t.
treatment protocol as compared to repetitive i.p. application. CONCLUSIONS:
Administration of Cpl-1 may offer a new therapeutic perspective for the
treatment of pneumococcal lung infection.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
pneumococcal pneumonia
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Therapie der murinen Pneumokokken-Pneumonie mit lytischem Bakteriophagenenzym
Cpl-1
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2014-06-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000096297-5
dc.title.translated
Cpl-1 rescues mice with fatal pneumococcal pneumonia
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000096297
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000014921
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access