Untersuchungen zur Schleimhautbesiedlung durch Staphylococcus aureus und Identifizierung von Adhäsions-Inhibitoren mit einem neu entwickelten Hochdurchsatz-Screeningverfahren

Das opportunistisch pathogene Bakterium Staphylococcus aureus (S. aureus) ist insbesondere in Krankenhäusern sowie in Alten- und Pflegeheimen ein Problemkeim. Die nasale Besiedlung bzw. die Adhäsion von S. aureus an die humane nasale Schleimhaut ist ein bekannter Risikofaktor für die Erkrankung an verschiedenen, mit diesem Pathogen assoziierten Infektionen. Die Inhibierung dieser Adhäsion mittels geeigneter Wirkstoffe stellt sich folglich als wertvoller, neuer pharmakologischer Ansatz dar. In dieser Arbeit wurde ein hochdurchsatzfähiges Verfahren zur Quantifizierung adhärenter S. aureus an humanen Epithelzellen entwickelt und etabliert. Unter Anwendung dieses Testsystems wurden über 4000 Substanzen auf adhäsionsinhibitorische Wirkung getestet. Die aussichtsreichsten Kandidaten, Aurintricarbonsäure und Pseudohypericin, wurden mittels verschiedener Folgetests näher charakterisiert. Die Substanzen zeigten adhäsionsinhibierende Aktivitäten mit IC50-Werten von 0,95 µg/ml für Aurintricarbonsäure und 51 µM für Pseudohypericin. Aurintricarbonsäure zeigte zudem die Eigenschaft, bei besiedelten Epithelzellen die Adhäsion von S. aureus zu reduzieren. In zell-basierten Toxizitätstests wurde eine 50 %ige Reduktion der Zellvitalität nach 24 h mit einer maximalen Wirkstoffkonzentration von 370 µg/ml für beide Substanzen nicht erreicht. Nach fünf Tagen wurde ein IC50-Wert von 33 µg/ml für Aurintricarbonsäure und 71 µM für Pseudohypericin ermittelt. Beide Substanzen können als Leitstrukturen für eine Optimierung bezüglich der Aktivitäten und Toxizitäten dienen. Darüber hinaus wurden Transkriptomanalysen durchgeführt, um die Genexpression von S. aureus in den Kulturmedien BHI, LB, BM und einem artifiziellen nasalen Medium (ANM) zu verschiedenen Wachstumsphasen zu charakterisieren. Es wurde gezeigt, dass in ANM die Adhäsionsfaktoren am stärksten exprimiert wurden. Zudem lagen in ANM im Vergleich zum Medium BHI Virulenzfaktoren stark angereichert vor.