Das geheime Leben der Keime
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Das geheime Leben der Keime Synergie zum Wohle des Wirts? Nützen und Schützen Pathogene Bakterien Infektion Pietro Nenoff Kommensale Labor für medizinische Mikrobiologie Mölbis Partnerschaft Prof. Pietro Nenoff & Dr. Constanze Krüger Bakterien Symbiose Nässende, Blasenbildende Entzündung, Schmerzen Pyodermie Gramnegativer Fußinfekt bei Zehenzwischenraummykose Bakterielle Infektion?! ♂ 64 Diabetiker ♂ 64 Stenotrophomonas maltophilia Gram-negative Erreger Columbia-Agar BD Mikroorganismen auf der Haut: Quelle für Krankheiten oder Schutz? Positiver Einfluss der Mikroflora auf die Hautgesundheit? Hypothese Mikroorganismen auf der Haut haben einen direkten Nutzen für ihren Wirt! Schützende Rolle der bakteriellen Hautflora incl. Staphylococcus, Corynebacterium, Propionibacterium, Streptokokken & Pseudomonas? Selektionsvorteil von Clostridium difficile USA Stuhltransplantation Physiologische Bakterien Heilungsraten 87 % Spenderin: 25jährige Enkelin der Patientin ♀ 73 Kleger A, Schnell J, Essig A, Wagner M, Bommer M, Seufferlein T, Härter G: Case report: Fecal transplant in refractory clostridium difficile colitis. Dtsch Arztebl Int 2013; 110: 108-15. Klassifikation der kutanen Mikrobiota Parasitismus Kommensalismus lat. commensalis "Tischgenosse" Mutualismus Parasitismus Staphylococcus aureus A- Streptokokken Beziehungen in denen nur ein Organismus profitiert! Diabetisches Fußsyndrom Kallus Hyperkeratose ♀ 66 Onychomykose Diabetes mellitus Typ II Höheres Risiko für diabetisches Fußulcus Malum perforans Chang et al. Int J Dermatol 2008; 47: 467-72 Glasscherbenverletzung Klassifikation der kutanen Mikrobiota Kommensalismus Ein Organismus hat einen Nutzen und der andere keinen Schaden. S. aureus S. epidermidis Staphylococcus epidermidis Staphylococcus aureus? Infektionserreger und Besiedler! Besiedler der Haut sowie der Schleimhäute des Oropharynx beim Menschen und bei Tieren Atopisches Ekzem Neurodermitis 50-90 % Staphylococcus aureus kolonisiert Infektionen? Schutz durch Bakterien, AMP? gesunde Probanden 5-10 % Werfel T, Schwerk N, Hansen G, Kapp A: The diagnosis and graded treatment of atopic dermatitis. Dtsch Arztebl Int 2014; 111: 509–20. Klassifikation der kutanen Mikrobiota Mutualismus Beide profitieren, tragen zur Gesundheit des Menschen bei! Also keine „Räuber-Beute-Beziehung“! Haut Darmbakterien Staphylococcus epidermidis mutualistische Symbiose Biologie Ameise und Blattlaus…Honigtau Ameisen „melken“ Blattläuse, und schützen diese Klassifikation der kutanen Mikrobiota Mutualismus Beide profitieren, tragen zur Gesundheit des Menschen bei! Also keine „Räuber-Beute-Beziehung“! Haut Darmbakterien Staphylococcus epidermidis mutualistische Symbiose Biologie Ameise und Blattlaus…Honigtau Ameisen „melken“ Blattläuse, und schützen diese Skin microbiota Kultureller Nachweis & DNA-Extraktion und Amplifikation Sequenzierung der bakteriell kodierten 16S ribosomalen RNA-Gene 4 Hauptgruppen von Bakterien Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes und Proteobacteria Kommensale Mikroorganismen in mutualistischer Symbiose! Epidermis und Stratum corneum Keratinozyten reich an Mikroben Epidermis physikalische Schutz vor mikrobiellen Attacken Wasserverlust Einstülpungen, Taschen, Nischen bewohnt von Hautmikroben „skin microbiota“ Bakterien, Viren, Pilze, Archaea (Urbakterien) 1 cm2 Haut ~1 Milliarde …1.000.000.000 Bakterien Baviera G, Leoni MC, Capra L, Cipriani F, Longo G, Maiello N, Ricci G, Galli E. Microbiota in healthy skin and in atopic eczema. Biomed Res Int 2014; 2014: 436921. We Are Not Alone: How the Human “Planet” Is Colonized and a Microbiome Is Built Skin microbiota Zehenzwischenraum 107 Bakterien/cm2 Trockene Haut am Unterarm oder Stamm 102 Bakterien/cm2 Anaerobe Bakterien auf der Haut bis 107 Bakterien/cm2 Baviera G, Leoni MC, Capra L, Cipriani F, Longo G, Maiello N, Ricci G, Galli E. Microbiota in healthy skin and in atopic eczema. Biomed Res Int 2014; 2014: 436921. 8/2014 Mikrobiologischer Abstrich ♂ 49 Pseudomonas aeruginosa Candida albicans Intertriginöse Candidose Intertrigo Zehenzwischenraummykose & Onychomykose Risikofaktor für Erysipel Bristow IR, Spruce MC. Fungal foot infection, cellulitis and diabetes: a review. Diabet Med 2009; 26: 548-51 Mikroflora hat signifikante Assoziation mit Erysipel Staphylococcus aureus positive Assoziation apathogene Keime negativ Tinea pedis interdigitalis ist für die Rezidiventstehung maßgeblich. Müller DP, Hoffmann R, Welzel J. Microorganisms of the toe web and their importance for erysipelas of the leg. J Dtsch Dermatol Ges 2014; 12: 691-5. Staphylococcus epidermidis mutualistischer Organismus Bakterium produziert Bakteriocine wirken gegen potentiell pathogene Keime wie S. aureus oder S. pyogenes (A-Streptokokken) S. epidermidis beeinflusst das angeborene Immunsystem positiv (innate immune system) Bakterielle Peptide verstärken Keratinozytenantwort über Toll-like-Rezeptoren Staphylococcus epidermidis & AMPs Haut…Epidermiszellen produzieren antimikrobielle Peptide…AMP Cathelicidin LL37 oder Beta-Defensine Infektionshindernis Kommensale Mikroben produzieren ebenfalls AMPs, die wiederum die Synthese von AMPs durch die Keratinozyten stimulieren! Harder J, Schröder JM, Gläser R. The skin surface as antimicrobial barrier: present concepts and future outlooks. Exp Dermatol 2013; 22: 1-5. Staphylococcus epidermidis & AMPs Haut…Epidermiszellen produzieren antimikrobielle Peptide…AMP Cathelicidin LL37 oder Beta-Defensine Infektionshindernis Kommensale Mikroben produzieren ebenfalls AMPs, die wiederum die Synthese von AMPs durch die Keratinozyten stimulieren! Harder J, Schröder JM, Gläser R. The skin surface as antimicrobial barrier: present concepts and future outlooks. Exp Dermatol 2013; 22: 1-5. Skin microbiota & Anopheles gambiae Attraktivität des Menschen für Moskito-Spezies Anopheles gambiae Malaria-Überträger Mikroorganismen bestimmen den Körpergeruch! Menschen mit höherer Attraktivität für Moskitos höhere Keimzahl, aber geringere Vielzahl an verschiedenen Bakterienarten Flüchtige Metaboliten von Staphylococcus spp. sind attraktiv für Anopheles gambiae Ulcus cruris bei Rheumatoidarthritis & Erysipel Staphylococcus aureus Enterococcus faecalis Pseudomonas aeruginosa koagulase-negative Staphylokokken Proteus spp. anaerobe Bakterien 93,5 % 71,7 % 52,2 % 45,7 % 41,3 % 39,1 % Ulcus cruris venosum bei Rheumatoidarthritis polymikrobielle Besiedlung Pseudomonas aeruginosa-kolonisierte Wunden signifikant größer & verzögerte Wundheilung Nützliche Bakterien?! Pseudomonic acid A topisches Antibiotikum gegen Staphylokokken wirksam Pseudomonas aeruginosa Pyocyaneus Kommensale? lat. commensalis "Tischgenosse" Nützliche Wirkung der Hautflora auf die Hautgesundheit?? A.L. Cogen et al. Skin microbiota: a source of disease or defence? British Journal of Dermatology 2008, 158: 442-455 Bakterien (und Pilze) überleben in der Natur durch die Bildung von Biofilmen auf Oberflächen. Bakterielle Biofilme sind resistent gegen Antibiotika, Desinfektionsmittel, Entzündungszellen! Høiby N, Ciofu O, Johansen HK, Song ZJ, Moser C, Jensen PØ, Molin S, Givskov M, TolkerNielsen T, Bjarnsholt T. The clinical impact of bacterial biofilms. Int J Oral Sci 2011; 3: 55-65 Staphylococcus epidermidis produziert AMPs Phenol-soluble Modulin (PSM) und PSMδ AMP mit günstigem Effekt auf menschlichen Wirt AMPs, wie LL-37 selektiv bakterizid gegen S. aureus A-Streptokokken E. coli nicht gegen S. epidermidis AMP + saurer pH + antimikrobielle Lipide chemische Barriere der Haut Nicht-pathogene Bakterien zur Therapie des atopischen Ekzems Vitreoscilla filiformis In vitro Mausmodell Nicht pathogene Bakterien induzieren über den Tolllike-Rezeptor TLR2 dendritische Zellen und Tr1Zellen, die T-Effektor-Zellen unterdrücken und damit die Entzündungsreaktion in der Haut! Kontrollierte Studie bei Neurodermitis Staphylococcus aureus und Wasserverlust vermindert! Nakatsuji T, Gallo RL. Dermatological therapy by topical application of non-pathogenic bacteria. J Invest Dermatol 2014; 134: 11-4. Volz T, Skabytska Y, Guenova E, Chen KM, Frick JS, Kirschning CJ, Kaesler S, Röcken M, Biedermann T. Nonpathogenic bacteria alleviating atopic dermatitis inflammation induce IL-10producing dendritic cells and regulatory Tr1 cells. J Invest Dermatol 2014; 134: 96-104 Probiotika zur Lokaltherapie des diabetischen Fuß-Ulcus? Experimentelle Studien Probiotika können Magenulkus heilen!? Probiotika Bakterien und Hefen Bifidobacterium, Lactobacillus beeinflussen Beziehung zwischen Wirt & Mikrobe Sonal Sekhar M, Unnikrishnan MK, Vijayanarayana K, Rodrigues GS, Mukhopadhyay C. Topical application/formulation of probiotics: will it be a novel treatment approach for diabetic foot ulcer? Med Hypotheses 2014; 82:86-8. Diabetisches Fußulkus bei Charcot-Fuß Probiotika? Chirurgische Praxis Dr. med. Tobias Wallmann, LeipzigSchönefeld Diabetisches Fußulkus bei Charcot-Fuß Probiotika? Chirurgische Praxis Dr. med. Tobias Wallmann, LeipzigSchönefeld Therapeutische Anwendung von AMP? AMP Psoriasin zerstören bakterielle Zellmembran Zellwandschädigung von S. aureus hemmt E. coli durch Zinkbindung Kaum Resistenzentwicklung möglich, da keine Mutationen an den Zielstrukturen der AMPs! Auf antimikrobiellen Peptiden (AMPs) basierte Medikamente sind in der Behandlung chronischer Wunden denkbar. Cordes J, Wittersheim M, Harder J, Gläser R. Hauteigene Antibiotika. Wichtige Erkenntnisse über antimikrobielle Peptide für Klinik und Praxis. Hautarzt 2014; 65: 50-5. Ältere Ulzerationen (> 4 Wochen) Mischinfektionen Polymikrobielle Flora Fäkal- und Wasserkeime Escherichia coli aerob Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa Klebsiella spp. anaerob Bacteroides spp. Gering bakteriell besiedelt Selten kutane Infektionen Psoriasis vulgaris Erhöhte Expression von AMPs hBD-2, hBD-3, Rnase 7, LL-37 & Psoriasin 22 ♂ Therapeutische Anwendung von AMP? Antimikrobiell, immunmodulierend, fördern Wundheilung AMP-Applikation lokal, systemisch oder indirekt AMP-stimulierend Vitamin D induziert Cathelicidin LL-37 wirkt bei Psoriasis Synthetisch hergestellt AMP in klinischer Testung. Indolicidin Antiseptikum: Wunden und Haut wirkt auch bei Akne & Psoriasis Cordes J, Wittersheim M, Harder J, Gläser R. Hauteigene Antibiotika. Wichtige Erkenntnisse über antimikrobielle Peptide für Klinik und Praxis. Hautarzt 2014; 65: 50-5. Dr. Gudrun Hamm, Halle Diabetisches Fußsyndrom 58 ♂ Trichophyton rubrum ♂ 64 Anthropophiler Pilz Onychomykose Nature 2013 May 22 Pilze auf unserer Haut: Mikroben lieben Füße Ferse ca. 80 verschiedene Pilz-Arten ZZR & Zehennägel 40-60 Arten Schimmelpilze, Hefen, vereinzelt Trichophyton Epidermophyton floccosum Tinea unguium Prof. Dr. med. Pietro Nenoff Haut- und Laborarzt/Allergologie, Andrologie Tätigkeitsschwerpunkt: Tropen- und Reisedermatologie (DDA) Labor für medizinische Mikrobiologie Partnerschaft Prof. Dr. med. Pietro Nenoff & Dr. med. Constanze Krüger Straße des Friedens 8, 04579 Mölbis, Germany Telefon +49-34347-50 323, Fax +49-34347-50 123 E-Mail [email protected], www.mykologie-experten.de
