Untersuchungen zur Mikroevolution von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus im klonalen Komplex CC5

Staphylococcus aureus ist ein pathogenes Bakterium, das eine Vielzahl verschiedener Krankheiten auslösen kann. Eine Bedrohung geht von Methicillin-resistenten S. aureus aus, die Resistenzen gegen Antibiotika entwickelt haben. In dieser Arbeit wurden neue Sequenziertechnologien verwendet, um durch die Sequenzierung ausgewählter MRSA-Genome Einblicke in die Evolution und die räumliche Ausbreitung dieses Keims zu gewinnen. Der Vergleich von 24 MRSA-Genomen des klonalen Komplexes CC5 zeigt wenig Variabilität im Kerngenom, aber eine hohe Diversität in Prophagen. Auf der Basis Genom-weiter SNPs wurde die Phylogenie von CC5 mit der zurzeit höchsten Auflösung rekonstruiert. Durch die Abbildung der Prophagen auf die Phylogenie der Wirts-Staphylokokken konnte gezeigt werden, dass der Austausch von Phagensequenzen eine wichtige Rolle für die Evolution von MRSA spielt. Durch Rekombination akkumulieren die Prophagen offenbar kontinuierlich Sequenzunterschiede, so dass ihre Diversität mit der phylogenetischen Distanz zwischen den Wirtsbakterien zunimmt. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass MRSA-Genome genügend Informationen enthalten, um auch für Epidemiestämme die Übertragung des Erregers zwischen einzelnen Patienten während eines Krankenhaus-Aufenthalts nachzuweisen. Darüber hinaus konnte durch eine phylogenetische Analyse sogar die Richtung der Transmission von einem Patienten auf einen anderen bestimmt werden. Weiterhin konnte die Evolution von MRSA innerhalb einzelner Patienten beobachtet werden. Die Isolate zeigten zwar eine über die Zeit ansteigende, genetische Distanz zu dem jeweils infizierenden Stamm, ihre Diversität nahm jedoch nicht zu. Vielmehr war jeder Patient zu jedem Zeitpunkt mit einem einzelnen, genetisch homogenen Klon besiedelt. Sequenzen ganzer Genome ermöglichen es, die Evolution von Pathogenen mit hoher Auflösung zu untersuchen. In naher Zukunft wird die Sequenzierung ganzer Genome eine wichtige Rolle in der mikrobiellen Diagnostik spielen.