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Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Host factors and compartments accessed by Salmonella Typhimurium for intracellular growth and survival
Full text linkSalmonellen spp. sind invasive, intrazelluläre Pathogene, die in einem membranumhüllten Kompartiment innerhalb der infizierten Wirtszelle überleben. Wie auch andere intrazelluläre Pathogene repliziert Salmonella in dieser intrazellulären Nische, obwohl es anscheinend von sowohl extra- als auch intrazellulären Nährstoffquellen isoliert ist. Wir zeigen hier, dass intrazelluläre Salmonella den Proteinabbau des Wirts ausnutzen, um Aminosäuren in Form von Peptiden zu erhalten. Dieser spezielle, auch als Chaperon-vermittelte Autophagie bekannte, Abbauweg spielt eine Rolle im Transport zytosolischer Proteine zum Abbau im Lysosom. Ein Salmonellenmutant, der nur in Anwesenheit von Peptiden im Medium als Aminosäurenquelle wächst, wies intrazellulär eine Wachstumsrate auf, die der des Wildtyps ähnlich war. Dies deutet darauf hin, dass Peptide intrazellulär für Salmonella zugänglich sind. Wir fanden heraus, dass die Salmonella-enthaltende Vakuole (SCV, Salmonella containing vacuole) die Wirtproteine LAMP-2A und Hsc73, Kernkomponenten von CMA, anzieht, jedoch nicht lysosomale Proteine wie LAMP-2B und LIMP-2. Im Gegensatz zum Salmonellawildtyp zeigte der peptidabhängige Mutantentstamm stark verringertes Wachstum, wenn die Wirtszellen mit CMA-Inhibitoren behandelt wurde. Diese Ergebnisse zeigen einen neuen Mechanismus auf, durch den ein intrazelluläres Pathogen vom membranumhüllten Kompartiment aus Zugriff auf Cytosol der Wirtzelle zur Beschaffung von Nährstoffen hat. Wir schlagen vor, dass diese Ergebnisse eine Erklärung für die Rückfälle von persistenten Salmonellainfektionen liefern können. Des Weitern schlagen wir diesen Mechanismus als moegliches Ziel antibakterieller Therapeutika zur Bekämpfung intrazellulärer Pathogene vor.Salmonella spp. are invasive, intracellular pathogens which survive and proliferate within a membrane-bound compartment inside infected host cells. Like other intracellular pathogens, Salmonella replicates within this intracellular niche, despite its apparent isolation from both extra- and intracellular sources of nutrients. Here, we show that intracellular Salmonella acquire amino acids in the form of peptides by co-opting the host protein degradation pathway known as chaperone-mediated autophagy (CMA) involved in the transport of cytosolic proteins to the lysosome for degradation. A mutant of Salmonella strictly dependent upon peptides in growth media as a source of amino acids, showed intracellular growth similar to the wild-type strain in host cells, indicating intracellular access to peptides. We found that the Salmonella-containing vacuole (SCV) acquires the host cell proteins LAMP-2A and Hsc73, key components of CMA, but excludes lysosomal proteins such as LAMP-2B and LIMP-2. In contrast to wild-type Salmonella, the peptide-dependent mutant strain showed a severe reduction in growth when host cells were treated with inhibitors of CMA.. These results reveal a novel means whereby an intracellular pathogen can access the host cell cytosol to acquire nutrients from within its membrane-bound compartment. We suggest these results may provide an explanation for relapse infections resulting from persistent Salmonella infections, and suggest a possible means of targeting antibacterials against intracellular pathogens
Insights into selected genomic adaptation strategies of Staphylococcus aureus
Full text linkStaphylococcus (S.) aureus is a ubiquitous Gram-positive, spherical bacterium commonly isolated from humans, domestic-, livestock-, wildlife-, and even aquatic animals. The bacteria also survive and continue their growth on abiotic material in natural and artificial environments. Transmission of the immobile bacterium often occurs through direct contact with infected living beings or contaminated objects, whereby S. aureus is continuously forced to adapt to altered environmental conditions, including various host species. To overcome these challenges, members of the Genus Staphylococcus possess numerous strategies that include genomic alterations as well as the uptake or loss of mobile genetic elements (MGEs).
The enormous adaptive capabilities and tendencies to accumulate genes encoding resistance traits define S. aureus as a pathogen of great clinical importance in human and veterinary medicine. Further insights into the adaptive strategies of this notorious pathogen are crucial, especially regarding the development of novel treatment options in case of infection. Against this background, changes in the essential regulatory quorum sensing (QS) system that promote bacterial niche adaptation were identified and characterised in this cumulative work. In addition, the genetic structure and putative role of the MGE mediating broad-spectrum β-lactam resistance in methicillin resistant S.aureus (MRSA) was investigated in detail using livestock-associated (LA)-MRSA as a prime example for adaptation to challenging environments.
The data presented in Publication I revealed core genome alterations within the accessory gene regulator (agr) system, especially in the agrA and agrC genes, that led to variation or even silencing of the bacterial QS capabilities. Moreover, these changes occurred independently in strains with completely different genomic backgrounds of various animal origins across Europe as well as in closely related human isolates, clearly indicating the importance of QS regarding adaptive changes and not at least bacterial evolution. These adaptive modulatory changes enable the bacteria, beyond others, to survive among competing staphylococci belonging to the resident microbiota, simultaneously reducing their perceptibility by the host’s immune system while enhancing their biofilm formation capabilities. Consequently, S. aureus, lacking a functional agr system, saves the energy otherwise spend on QS and can conquer challenging environments since this deficit obviously promotes inter-species spread between different animal species, and, not at least, humans.
The second part of this cumulative thesis focuses on a specific kind of MGEs, the Staphylococcal Cassette Chromosome (SCC) mec elements. A mechanism leading to the loss of a complete SCCmec element from its genomic integration site was reconstructed in detail for an MRSA sequence type (ST) 398 strain and described in Publication II. The investigated excision of the complete SCCmecVc element is suggested to be the result of homologous recombination within a repetitive sequence between the end of intergenic spacer region 1 and the first 48 bp of the large serine recombinases (ccr). Furthermore, the presence of an operon that encodes the machinery for autonomous replication of the deleted SCCmecVc element was revealed.
Livestock-associated environmental conditions that are in particular associated with industrial pig farming were previously discussed as a potential trigger for the loss of SCCmec elements. To mimic conditions commonly associated with pig farming, LA-MRSA were exposed to porcine serum, an increased ammonia concentration and a combination of both for 10 min or 60 min. Since ccr genes are known for their capability to induce the elements’ uptake and loss, the growth conditions evaluated here did not significantly induce ccr transcription compared to the unchallenged controls.
A detailed study of the deletion leading to the loss of a complete and functional SCCmec at defined genomic sites, on the other hand, strongly suggests a complex biological role of this particular event. While the induction of the ccr genes seems to depend on a massive cell- or DNA damage that leads to a strong activation of the SOS response, a far more efficient pathway for the horizontal spread of SCCmec is the occasional loss of complete elements at certain redundant “breaking points”, as described in Publication II. Since SCCmec elements possess the machinery for autonomous replication, this pathway might be of utmost epidemiological importance for the emergence, maintenance and spread of methicillin resistance.
Both adaptation strategies investigated in this cumulative work highlight that the evolution of S. aureus will continue unabated. However, the unwearyingly evolution of these bacteria will lead to further problems in combating infections caused by S. aureus. The development of completely new treatment options, which consider the current knowledge on adaptation strategies of S. aureus, is therefore of clinical importance. Additionally, a holistic one-health approach that engages scientists from human and veterinary medicine as well as agricultural and environmental sciences is necessary to prevent further trans-sectoral transmission and spread by reducing the anthropogenic selective pressure that leads to resistance accumulation in bacteria.Staphylococcus (S.) aureus ist ein ubiquitär vorkommendes Gram-positives, kugelförmiges Bakterium, welches vielfach aus Proben von Menschen, Haus-, Nutz- und Wildtieren sowie von Meeressäugern isoliert wird. Das Bakterium kann auch auf abiotischem Material in natürlicher und künstlicher Umgebung überleben und dort sein Wachstum fortsetzen. Die Übertragung des unbeweglichen Bakteriums erfolgt häufig durch den direkten Kontakt mit infizierten Lebewesen oder kontaminierten Gegenständen, wodurch S.aureus ständig gezwungen ist, sich an veränderte Umweltbedingungen, einschließlich verschiedener Wirtsarten, anzupassen. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, verfügen die Mitglieder des Genus Staphylococcus über zahlreiche Strategien, zu denen genomische Veränderungen sowie die Aufnahme oder der Verlust von mobilen genetischen Elementen (MGE) gehören.
Die enormen Anpassungsfähigkeiten und die Tendenz zur Akkumulation von Genen, die für Resistenzeigenschaften kodieren, machen S. aureus zu einem Erreger von großer klinischer Bedeutung in der Human- und Veterinärmedizin. Weitere Erkenntnisse über die Anpassungsstrategien dieser Bakterien sind im Hinblick auf die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten im Falle einer Infektion von entscheidender Bedeutung. Vor diesem Hintergrund wurden in dieser kumulativen Arbeit Veränderungen im regulatorisch wichtigen „Quorum-Sensing“ (QS)-System identifiziert und charakterisiert, welche die bakterielle Nischenanpassung unterstützen. Ergänzend dazu wurde die genetische Struktur und die mutmaßliche Rolle des MGE, welches die Breitspektrum-β-Lactam-Resistenz bei Methicillin-resistentem S. aureus (MRSA) vermittelt, eingehend untersucht, wobei hier der mit Nutztieren assoziierte (engl. livestock-associated (LA)) MRSA als Paradebeispiel für die Anpassung an schwierige Umgebungen dient.
Die in der Publikation I vorgestellten Daten zeigen genomische Varianten innerhalb des akzessorischen Genregulatorsystems (agr), insbesondere in den agrA- und agrC-Genen, die zu einer Veränderung oder sogar Unterdrückung der bakteriellen QS-Fähigkeiten führten. Darüber hinaus traten diese Veränderungen unabhängig voneinander in Stämmen mit völlig unterschiedlichen phylogenetischem und geografischem Hintergrund, bei unterschiedlichen Tierarten sowie in eng verwandten menschlichen Isolaten auf, was eindeutig auf die Bedeutung von QS für adaptive Veränderungen und nicht zuletzt für die bakterielle Evolution hinweist. Diese adaptiven modulatorischen Veränderungen ermöglichen es den Bakterien, unter anderem unter konkurrierenden Staphylokokken der residenten Mikrobiota des Wirtes zu überleben und gleichzeitig ihre Perzeption durch das Immunsystem zu verringern, während die Fähigkeiten zur Biofilmbildung verstärkt werden. Infolgedessen verfügen S. aureus, denen ein funktionsfähiges agr-System fehlt, über einen energetischen Vorteil und können schwierige Umgebungen erobern, da dieses Defizit offensichtlich die Ausbreitung zwischen verschiedenen Tierarten und nicht zuletzt dem Menschen fördert.
Der zweite Teil dieser kumulativen Arbeit konzentriert sich auf eine spezielle Art von MGEs, die „Staphylococcal Cassette Chromosome“ (SCC) mec-Elemente. Ein Mechanismus, der zum Verlust eines kompletten SCCmec-Elements von seiner genomischen Integrationsstelle führt, wurde für einen MRSA Sequenztyp (ST) 398-Stamm im Detail rekonstruiert und in Publikation II beschrieben. Die untersuchte Exzision des vollständigen SCCmecVc-Elements ist wahrscheinlich das Ergebnis homologer Rekombination innerhalb einer repetitiven Sequenz zwischen dem Ende der „intergenen Spacer“-Region 1 und den ersten 48 bp der großen Serin-Rekombinasen (ccr). Außerdem wurde das Vorhandensein eines Operons nachgewiesen, welches die Maschinerie für eine autonome Replikation des deletierten SCCmecVc-Elements kodiert.
Mit der Tierhaltung einhergehende Umweltbedingungen, die insbesondere mit der industriellen Schweinehaltung assoziiert sind, wurden zuvor als möglicher Auslöser für den Verlust von SCCmec-Elementen diskutiert. Um Bedingungen nachzuahmen, die üblicherweise mit der Schweinehaltung in Verbindung gebracht werden, wurden LA-MRSA jeweils 10 Minuten oder 60 Minuten mit Schweineserum und einer erhöhten Ammoniakkonzentration sowie einer Kombination aus beidem behandelt. Die ccr-Gene sind dafür bekannt, dass sie die Aufnahme und den Verlust von Elementen induzieren können, jedoch führten die hier untersuchten Wachstumsbedingungen im Vergleich zu den unbelasteten Kontrollen zu keiner signifikanten Induktion der ccr-Transkription.
Eine detaillierte Untersuchung des Vorgangs, welcher zum Verlust eines vollständigen und funktionsfähigen SCCmec an bestimmten Stellen im Genom führen kann, deutet dagegen auf eine komplexe biologische Rolle dieses Ereignisses hin. Während die Induktion der ccr-Gene von einer starken Aktivierung der SOS-Antwort in Folge einer massiven Zell- oder DNA-Schädigung abzuhängen scheint, ist ein weitaus effizienterer Weg für die horizontale Verbreitung von SCCmec der gelegentliche Verlust kompletter Elemente an bestimmten redundanten „Sollbruchstellen“, wie in Publikation II beschrieben. Da SCCmec-Elemente die Maschinerie zur autonomen Replikation besitzen, könnte dieser Weg von größter epidemiologischer Bedeutung für die Entstehung, Aufrechterhaltung und Verbreitung der Methicillin-Resistenz sein.
Beide Anpassungsstrategien, die in dieser kumulativen Arbeit untersucht wurden, machen deutlich, dass die Evolution von S. aureus ungebremst weitergehen wird. Die unermüdliche Evolution dieser Bakterien wird jedoch zu weiteren Problemen bei der Bekämpfung von S. aureus verursachten Infektionen führen. Die Entwicklung völlig neuer Behandlungsmöglichkeiten, die das aktuelle Wissen über die Anpassungsstrategien von S. aureus berücksichtigen, ist daher von klinischer Bedeutung. Darüber hinaus sollte für die Zukunft ein ganzheitlicher „One-Health“-Ansatz in Betracht gezogen werden, der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Human- und Veterinärmedizin sowie den Agrar- und Umweltwissenschaften einbezieht, um eine weitere sektorübergreifende Übertragung und Ausbreitung resistenter Bakterien zu vermindern, indem der anthropogene Selektionsdruck, welcher zu einer Resistenzakkumulation führt, verringert wird
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
K-mer-based High-throughput Analysis of the Adaptive Potential of Campylobacter
Full text linkSeveral species of the genus Campylobacter (C.) are zoonotic pathogens, especially
C. jejuni and C. coli, the leading causes of foodborne diseases worldwide. Although
both species colonize many hosts including poultry, livestock and wild animals, persistence
mechanisms enabling the bacteria to adapt towards new ecological niches
are not yet fully understood. In this work, novel k-mer-based methods enabling
high-throughput analysis of whole-genome sequencing (WGS) data of C. jejuni
and C. coli have been developed, extended and applied to investigate the adaptive
potential of the distinct species towards different ecological niches and changing
environments.
A k-mer-based microbial genome-wide association study (GWAS) was set up to
identify host-specific genomic signatures of C. jejuni isolated from chicken, cattle,
pig and clinical human samples. GWAS revealed a strong association of both,
the core and the accessory genome of C. jejuni, with distinct host animal species.
Moreover, multiple adaptive trajectories defining the evolution of C. jejuni lifestyle
preferences in different ecosystems were identified.
In a second approach, WGS data of Campylobacter isolates that showed ambiguous
probing results using different polymerase chain reaction (PCR)-based species classification
methods during routine-diagnostics were investigated. The Campylobacter
genomes were analyzed with respect to their genomic make-up. For this purpose,
a k-mer-based method was developed in order to identify recombination events
between C. jejuni and C. coli. The identified genes encode proteins that were commonly
associated with important pathways involved in chromosome maintenance
and DNA repair, membrane transport and stress defense.
Overall, the results presented in this work promote molecular surveillance and rapid
diagnostics of Campylobacter. In addition, host-specific allelic variants identified
among different phylogenetic backgrounds might serve as important maker genes
in future source attribution models for fast and precise retrograde outbreak investigation
along the food chain.Verschiedene Spezies der Gattung Campylobacter (C.) sind zoonotische Krankheitserreger, die zu den Hauptverursachern von durch Lebensmittel übertragbare Infektionskrankheiten weltweit gehören. Obwohl C. jejuni und C. coli unterschiedliche Wirte wie Geflügel, Vieh und Wildtiere kolonisieren, sind die Mechanismen, die es diesen Bakterien ermöglichen, sich an neue ökologische Nischen anzupassen, nicht vollständig geklärt. In dieser Arbeit wurden neue k-mer-basierte Methoden für Hochdurchsatzanalysen von anzgenomsequenzierungen von C. jejuni und C. coli entwickelt, erweitert und angewendet, um das Anpassungspotenzial der Spezies an unterschiedliche Wirte und Umgebungen zu untersuchen.
In der ersten Studie wurde eine auf k-meren basierende mikrobielle genomweite Assoziationsstudie (GWAS) durchgeführt, um wirtsspezifische genomische C. jejuni-Signaturen von Isolaten aus Hühnern, Rindern, Schweinen und humanen klinischen Proben zu identifizieren. Die GWAS zeigte eine starke Assoziation sowohl des Kern- wie auch des akzessorischen C. jejuni Genoms mit verschiedenen Wirtstieren. Durch die in silico Prädiktion von Veränderungen in Peptiden bzw. Proteinen ist es gelungen, mehrere adaptive metabolische Pfade zu identifiziert, welche potentiell die Evolution der Wirtspräferenz von phylogenetisch unterschiedlichen C. jejuni an verschiedene Lebensräume ermöglichen.
In einem zweiten Ansatz wurden Ganzgenomsequenzen von Campylobacter Isolaten analysiert, die in der Routinediagnostik mittels Polymerase-Kettenreaktionen (PCR) nicht eindeutig einer genauen Spezies zuzuordnen waren. Die Campylobacter Genome aus diesen Proben wurden hinsichtlich ihres genomischen Aufbaus untersucht. Zu diesem Zweck wurde eine k-mer-basierte Methode entwickelt, um Rekombinationsereignisse zwischen C. jejuni und C. coli zu identifizieren, welche maßgeblich die Ergebnisse der PCR beeinflussten. Die auf diese Weise identifizierten Gene kodieren häufig Proteine mit wichtiger Funktion in der Chromosomenerhaltung bzw. DNA Reparatur, im Membrantransport und Stressabwehr.
Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse leisten einen Beitrag zur routinemäßigen Überwachung und schnellen Diagnostik von Campylobacter Ausbrüchen im Sinne einer integrierten molekularen Surveillance. Wirtsspezifische Allele, die in Campylobacter mit unterschiedlichen phylogenetischen Hintergründen identifiziert wurden, können dabei als wichtige Markergene dienen, um die ursprüngliche Quelle des Ausbruchs schnell und präzise retrograd entlang der Lebensmittelkette zu identifizieren
Antibiotikaresistenz und Biofilmbildung bei Erregern der bovinen Mastitis
Full text linkDie vorliegende Arbeit wurde im Rahmen eines Verbundprojektes durchgeführt, das von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)- gefördert wurde. Ziel dieses Projektes war die Reduktion (multi-) resistenter bakterieller Erreger in der Milchviehhaltung durch den Einsatz antimikrobieller Peptide (AMP). Dazu wurde eine insgesamt 496 Isolate umfassende Stammsammlung Mastitis-assoziierter bakterieller Pathogene etabliert, die für jede der 9 Zielspezies (Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Escherichia coli, Klebsiel-la pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Strep-tococcus dysgalactiae und Streptococcus uberis) 50 Isolate beinhalten sollte. Durch diese Vorgehensweise konnten dabei nur bedingt Rückschlüsse auf die Prävalenz der Erregerspezies gezogen werden, da einige Spezies für die vorliegende Arbeit gezielt asserviert wurden. Die besondere Bedeutung von Streptococcus uberis als Erreger der bovinen Mastitis spiegelte sich jedoch in der hohen Isolationsrate wider.
Die asservierten Bakterien wurden hinsichtlich ihrer Sensivität gegenüber therapeutisch rele-vanter Antibiotika charakterisiert. Dabei konnten 12 Escherichia coli-Isolate mit einer Resis-tenz gegen verschiedene Cephalosporine (1., 3. und 4. Generation) und sieben Methicillin-resistente Staphylococcus aureus identifiziert werden. Auch hier kann die vorliegende Arbeit keinen Hinweis auf die Prävalenz (multi-) resistenter Erreger liefern, da im Verlauf der Studie gezielt resistente Isolate asserviert wurden.
Weiterhin wurden die Biofilm-bildenden Eigenschaften der Mastitis-assoziierten Isolate untersucht. Die klinische Relevanz Biofilm-assoziierter Infektionen liegt unter anderem in der vermittelten erhöhten Resistenz der beteiligten Bakterien gegenüber antibiotischen Medikamenten und, damit verbunden, der schlechteren Prognose sowie einer teils langwierigen und intensiven Therapie. Als Alternative für den schwer zu standardisierenden Kristallviolett-Assay wurde der einfach durchzuführende, hoch reproduzierbare und ressourcenschonende Silicone-Disc-Assay etabliert. Durch die Anzucht der Bakterien auf Silikoncoupons ermöglicht er die Quantifizierung der bakteriellen Biofilme auf einem sowohl in der Milchindustrie als auch in der Human- und Veterinärmedizin relevanten Material. Mit Ausnahme der Vertreter der untersuchten Streptococcus spp. bildeten die getesteten Isolate in vitro einen Biofilm aus, was wertvolle Informationen für die Therapie bakterieller Mastitiden vermittelt. Die höchste ermittelte KbE/Coupon konnte für das Escherichia coli Isolat IMT38014 mit 1,3x10^7 nachgewiesen werden. Die niedrigste KbE wurde für die untersuchten Streptococcus dysgalactiae Isolate mit einer durchschnittlichen KbE/Coupon von 8,0x10^4 bestimmt.
AMPs sind in Zeiten der zunehmenden Bedrohung durch multi- oder panresistente bakterielle Infektionserreger eine mögliche Alternative für die Bekämpfung der Pathogene. In diesem Projekt wurden AMPs sowohl in gelöster, als auch in gekoppelter, immobilisierter Form im Hinblick auf ihre Wirksamkeit gegenüber Mastitis-assoziierten Pathogenen getestet. Dabei konnte für Protamin und OH-CATH30 die höchste Wirksamkeit nachgewiesen werden. Die Kopplung der AMPs erfolgte auf Silikon und führte im Experiment zu einer Reduktion der Keimlast um bis zu zwei log-Stufen. Nach dreistündiger Inkubation der Escherichia coli IMT37453 konnte auf der unbeschichteten Kontrolloberfläche eine KbE von 4,7x10^7 be-stimmt werden. Die Kopplung von BMAP-27 reduzierte die Keimlast auf 5,8x10^5 und die Kopplung von OH-CATH30 auf 1,7x10^5. Durch Optimierungen des Kopplungsprozesses und den Einsatz zusätzlicher AMPs, auch in Kombinationen, könnte die antimikrobielle Aktivität der Oberflächen weiter gesteigert werden. Aufgrund des flexibel und vielseitig eingesetzten Materials Silikon könnte die Anwendung der antimikrobiellen Oberflächen auf verschiedene Bereiche der Veterinärmedizin, der Humanmedizin und weitere Gebiete übertragen werden
Functional analysis of tropomyosin of parasitic nematodes
Full text linkParasitische Würmer gehören mit über 3,5 Milliarden Betroffenen zu den weltweit verbreitetesten Infektionskrankheiten. Der Erfolg dieser Parasiten beruht auf ihren ausgefeilten Mechanismen mit denen sie das Immunsystem ihrer Wirte manipulieren. Interessanter Weise gehen Wurminfektionen mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit an Allergien zu erkranken einher. Wie genau die Parasiten das Immunsystem manipulieren ist weitgehend unbekannt. Um diese Mechanismen besser studieren zu können, wurde im Rahmen dieser Arbeit versucht RNA interference (RNAi), anhand des Modellmoleküls Tropomyosin zu etablieren. Wie sich am Beispiel des Strongyliden Heligmosomoides polygyrus bakeri zeigte, ist RNAi als Manipulationsmethode für Nematoden nicht oder nur in geringem Maße geeignet. Dies lässt sich auf das Fehlen von Aufnahme- und Verbreitungsmechanismen für Doppelstrang-RNA zurückführen. Desweiteren wurden die Auswirkungen von rekombinantem Tropomyosin der Filarie Acanthocheilonema viteae (rAv-TMY) auf die Entstehung allergischer Atemwegserkrankungen im Mausmodell untersucht. Eine viermalige Behandlung mit rAv-TMY in einem Zeitraum von vier Wochen führte zu verringerten entzündlichen Reaktionen in den Atemwegen. Die Analyse immunologischer Parameter ergab, dass rAv-TMY signifikant den Einstrom von Entzündungszellen in die Atemwege reduziert, allem voran den Einstrom von Eosinophilen. Dies lässt sich durch die verringerte Ausschüttung an IL-5, Eotaxin und MCP-5 zurückführen. Zudem wurde die Bildung von antigenspezifischen IgE verringert während sich die Produktion blockierender IgG1 Antikörper erhöhte. Diese Arbeit belegt somit die anti-allergischen Eigenschaften von rAv-TMY. Damit stellt rAv-TMY ein interessantes Kandidatenmolekül zur Behandlung allergischer Reaktionen dar. Desweiteren kann der Vergleich von allergenem, nicht allergenem und modulatorischem Tropomyosin wichtige Informationen über die allgemeinen Eigenschaften von Allergenen und ihrer molekularen Struktur geben.Parasitic worms are among the world''s most prevalent infectious diseases with more than 3.5 billion. The success of these parasites is based on their sophisticated ways to manipulate the immune system of their hosts. Interestingly, worm infections abate the risk to develop allergic disorders. How exactly parasitic worms modulate the immune system is so far largely unknown. In order to be able to investigate parasite induced modulation, this work aimed to establish RNA interference (RNAi), a method of genetic manipulation, using tropomyosin as target gene. As shown for the example of Heligmosomoides polygyrus RNAi is not or only to a small extent useful as method to genetically manipulate nematodes. This can be explained with the lack of uptake and spreading mechanisms for double stranded RNA. Furthermore, this work examined the impact of the recombinant muscle protein tropomyosin of Acanthocheilonema viteae (rAv-TMY) on the course of a rodent model of allergic airway inflammation. A four-time treatment with rAv-TMY over a period of four weeks resulted in decreased inflammatory responses in the airways. The analysis of immunological parameters showed that rAv-TMY significantly reduces the influx of inflammatory cells into the airways, especially eosinophils. The reduced eosinophil influx can be attributed to the decreased expression of IL-5, eotaxin and MCP-5 in the airways. In addition, the formation of antigen-specific IgE was impaired whereas the production of the blocking antibody IgG1 was increased. These results demonstrate the anti-allergic properties of rAv-TMY. For this reason rAv-TMY becomes an interesting model molecule for the treatment of allergic diseases. Furthermore, the comparison of allergenic, non-allergenic and modulatory tropomyosin might put some light on the nature of allergens and their molecular patterns
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