Ziel der Studie war die molekulare Charakterisierung von Staphylococcus aureus (S. aureus) von den karibischen Inseln Trinidad, Tobago und Jamaika, um ein aktuelles Verständnis über die Verbreitung und Epidemiologie der genetisch diversen Bakterienart zu gewinnen. Über 100 Isolate wurden dafür von Patienten mit Haut- und Weichgewebsinfektionen isoliert.
Mithilfe von verschiedenen DNA-Sequenzierungstechniken, sowie einem von Forschungscampus-Partner INTER-ARRAY by fzmb GmbH entwickelten Mikroarray-basierten Assay (INTER-ARRAY Genotyping Kit S. aureus) identifizierten und charakterisierten die Forscher typische S. aureus, sowie nah verwandte S. argenteus Stämme. Ein Schwerpunkt lag dabei auf der Untersuchung von Antibiotikaresistenzen, Virulenzfaktoren, sowie der Fähigkeit, bestimmte Toxine zu produzieren. Dies ermöglichte die Einordnung der Isolate in verschiedene S. aureus-Gruppen, den sogenannten klonalen Komplexen.
In knapp 40 Prozent der untersuchten Isolate wurde die genetische Information für die Produktion von Panton-Valentine-Leukozidin (PVL) nachgewiesen. Bei PVL handelt es sich um ein Toxin, welches am Infektionsort unter anderem zur Schädigung der weißen Blutkörperchen und somit zur Schwächung der Immunabwehr führt. Die Fähigkeit, PVL zu produzieren, ist in S. aureus wenig verbreitet und kann als Warnsignal für eine deutlich erhöhte Pathogenität angesehen werden. Die tatsächliche Produktion des Toxins konnte abschließend mittels neuartigem Schnelltest (Senova, Weimar) in nahezu allen (37 von 38 Isolaten) nachgewiesen werden.
Die im Forschungsprojekt charakterisierten PVL-produzierenden S. aureus wiesen, bis auf eine Ausnahme, eine Sensitivität gegenüber dem Antibiotikum Methicillin auf. Auch wenn dadurch die Behandlung eines Patienten im Vergleich zu Methicillin-resistenten S. aureus (MRSA) erleichtert ist, sind Infektionen von PVL-produzierenden, Methicillin-sensitiven S. aureus (MSSA) im Vergleich zu Infektionen von PVL-negativen S. aureus deutlich riskanter, da sie häufig schwerwiegendere und wiederkehrende Infektionen verursachen können.
„Bei Haut- und Weichteilinfektionen von Reiserückkehren aus der Karibik sollten Ärzte somit eine mögliche Staphylokokken-Infektion in Betracht ziehen“, betont Dr. Stefan Monecke aus der Arbeitsgruppe Optisch-molekulare Diagnostik und Systemtechnologie, Erstautor der Studie. Im Falle einer stationären Aufnahme sei die Untersuchung auf S. aureus mittels Schnelltest empfehlenswert, um ggf. eine zeitnahe und gezielte Behandlung einzuleiten und die Weiterverbreitung in der Klinik zu unterbinden.
Die Studie wurde im Rahmen der InfectoGnostics-Forschungsprojekte „ADA“ und „ResiCheck“ durchgeführt, in denen Nachweissysteme zur schnellen Identifikation und Charakterisierung von S. aureus entwickelt werden. Ein Teil der Arbeiten sind ebenfalls Bestandteil der Basistechnologien für den Aufbau des Leibniz-Zentrums für Photonik in der Infektionsforschung.
Link zur Originalpublikation in Antibiotics: https://doi.org/10.3390/antibiotics12061050
Monecke S, Akpaka PE, Smith MR, Unakal CG, Thoms Rodriguez C-A, Ashraph K, Müller E, Braun SD, Diezel C, Reinicke M, et al. Clonal Complexes Distribution of Staphylococcus aureus Isolates from Clinical Samples from the Caribbean Islands. Antibiotics. 2023; 12(6):1050.