Vergleich der genetischen und biochemisch-phänotypischen Eigenschaften von ausgewählten Stämmen der fakultativ pathogenen Spezies Actinobacillus actinomycetemcomitans

Der fakulativ pathogene Mikroorganismus Actinobacillus actinomycetemcomitans gehört zur physiologischen Mundhöhlenflora des Menschen und anderer Säugetiere, wobei er sowohl in der Mundhöhle parodontal Gesunder als auch in der Mundhöhle parodontal Erkrankter vorkommt. Aufgrund seiner zahlreichen Pathogenitätsmechanismen ist er imstande, destruktive parodontale Krankheiten zu initiieren. Er wird in hohen Raten in den Parodontalläsionen von Patienten nachgewiesen, die an lokalisierter juveniler Parodontitis (LJP = alte Nomenklatur), auch lokalisierte aggressive Parodontis (LAP = neue Nomenklatur, 1997), erkrankt sind. Zudem wird ihm eine Rolle bei der Pathogenese der Endokarditis, Sepsis, Sinusitis, chronische Bronchitis, Pneumonie, Osteomyelitis und bei Harnwegsinfektionen, sowie Kiefer-, Schilddrüsen-, Haut- und Gehirnabszessen zugeschrieben. Actinobacillus actinomycetemcomitans stellt hohe Ansprüche an die Kulturbedingungen und ist deshalb nicht immer leicht zu diagnostizieren. Es handelt sich hierbei um ein kleines unbewegliches, nicht sporenbildendes, gramnegatives, kokkoides Stäbchen, welches zudem als fakultativ anaerob, mikroaerophil und capnophil gilt. Um die Frage nach einer prädiktiven Aussage zur Virulenz/Pathogenität von Actinobacillus actinomycetemcomitans mittels genomischer Marker bereits in der mikrobiologischen Diagnostik zu beantworten, wurden 34 Stämme der Stammsammlung des Instituts für medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene, Marburg untersucht. Diese wurden mit zwei unterschiedlichen molekularbiologischen Methoden und einer klassischen phänotypischen Charakterisierung analysiert. Weder die Untersuchung mit Hilfe der DNA-DNA Hybridisierung nach der optischen Renaturierungsmethode noch die Ergebnisse der DNA-Sequenzierung spiegelten jedoch die Unterschiede der von den jeweiligen Stämmen hervorgerufenen chronischen und akuten Infektionen wider. Ebenso erfolgte die Bestimmung biochemischer Eigenschaften mit Hilfe der Bunten Reihe und zwei verschiedenen kommerziellen Schnelltestsystemen mit dem Ziel herauszufinden, ob phänotypische Eigenschaften für taxonomische Untersuchungen verläßliche Marker darstellen und ob gegebenenfalls bestimmte Merkmale und Merkmalskombinationen Hinweise auf das Pathogenitätspotential einzelner Isolate geben können. Die phänotypischen Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen der Genomuntersuchung verglichen. Auch hier kam es zu widersprüchlichen Resultaten, da sich die Unterschiede innerhalb der biochemischen Versuchsreihe nicht durch genomische Ergebnisse belegen ließen. Im Unterschied zu den DNA-DNA Hybridisierungsergebnissen ließen sich die Vergleichswerte der DNA-Sequenzen über eine taxometrische Auswertung im "single-linkage-clustering" als Ähnlichkeits-Dendrogramm darstellen, das die verschiedenen phänotypischen Gruppen in unterschiedlichen Ästen aufführte. Die verschiedenen biochemischen Entitäten von Actinobacillus actinomyctemcomitans konnten somit über das Verfahren der Sequenzierung teilweise reflektiert werden. Es ergaben sich unterschiedliche genetische Gruppen, die sich jedoch anders als die Gruppen phänotypischer Reaktionsmuster zueinander verhielten. Zudem wurde die Verläßlichkeit der Identifizierung der 34 untersuchten Actinobacillus actinomycetemcomitans Stämme anhand der Schnelltestsysteme überprüft, die sich bei beiden Systemen als unzureichend erwies. Biochemische Gruppen der Spezies Actinobacillus actinomycetemcomitans sind durch Sequenzierung identifizierbar; unterschiedlich virulente Stämme lassen sich über keine der hier geprüften Methoden erkennen. In der Diagnostik sind daher möglicherweise weiterhin noch zusätzliche serologische Verfahren notwendig, solange noch kein sicherer Nachweis von Virulenzgenen routinemäßig möglich ist