Molekulare Epidemiologie von Gruppe A Streptokokken aus Indien - Untersuchung von phänotypischen und genotypischen Merkmalen
In dieser Arbeit wurde die emm-Typ Distribution von 279 Streptococcus pyogenes Isolaten aus zwei indischen Regionen untersucht. Diese Isolate zeigten mit 91 verschieden emm-Typen eine sehr hohe Heterogenität. In Indien wurden zahlreiche Serotypen häufig isoliert, welche in den industrialisierten Ländern nicht unter den 25 häufigsten Typen zu finden waren. Die Resultate der Microarrayanalyse von 201 Streptokokkenisolaten zeigten eine serotypspezifische Distribution von putativen und beschriebenen Virulenzfaktoren, wobei die größten Unterschiede bei den bakteriophagenassoziierten Genen zu verzeichnen waren. Es wurden sechs Gene identifiziert, welche signifikant häufiger bei invasiven Isolaten auftraten. Bei näherer Betrachtung der Superantigene wurden 63 distinkte Superantigenprofile identifiziert. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die in Indien isolierten Streptokokken weniger Superantigene pro Isolat aufwiesen, verglichen mit Stämmen, die in den Industrieländern isoliert wurden. Trotz geringerer Präsenz einzelner Superantigene wurde eine größere Variabilität in der Kombination dieser Faktoren verzeichnet. Die in Indien vorherrschenden Genprofile unterschieden sich stark von denen der industrialisierten Länder. Des Weiteren wurde die Verteilung von Plasmiden innerhalb der S. pyogenes Isolate untersucht. Mit Hilfe einer neu entwickelten PCR-basierten Detektion der Gene für Replikationsproteine, wurde erstmalig eine Distributionsanalyse natürlich vorkommender Plasmide durchgeführt. Es wurden 13 Serotypen identifiziert, welche ein Plasmid tragen können. Durch den Vergleich der Co-Detektionen der Gene repA/SA-M57 bzw. repB/dysA wurden zwei bisher unbeschriebene Plasmide identifiziert und vollständig sequenziert. Außer Elementen, welche für die Replikation der Plasmide eine wichtige Rolle spielen, wurden auf beiden Plasmiden weitere offene Leseraster identifiziert, die potentielle Bakteriocine kodieren.
To obtain insights into the distribution of the serotypes in India 279 Streptococcus pyogenes isolates from two different geographical regions were emm typed. They showed a great heterogeneity with 91 different emm types. Numerous serotypes could be isolated in India that were not present among the 25 most common serotypes in industrialized countries. The results of the 201 GAS isolates analysed by DNA microarray showed a serotype specific distribution of genes encoding virulence factors and putative extracellular proteins. The genetic variation is primarily mediated by bacteriophages. By comparison of the gene repertoire of invasive with non-invasive isolates six genes could be identified that showed a significant higher occurrence in invasive isolates. A detailed examination of the streptococcal superantigens identified 63 distinct superantigen profiles. Furthermore, the Indian isolates possessed fewer superantigens per isolates than GAS isolates from industrialized countries. Although a lower frequency of superantigens was detected a greater variability of combinations appeared. In the second part of the work the distribution of naturally occurring plasmids in Indian S. pyogenes isolates was determined. Thirteen different plasmid harbouring serotypes were identified by screening PCRs, showing a serotype specific distribution. By comparing the co-detection of the PCR amplified genes repA/SA-M57 and repB/dysA, two unpublished plasmids were identified und completely sequenced. Aside from elements, involved in the replication process of the plasmids, further open reading frames were identified. Computer based analysis predicted potential bacteriocins. Additionally, growth inhibition experiments showed the potential of the plasmid harbouring isolate A996 to inhibit other bacterial strains, indicating the production of a bacteriocinogen peptide.
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