S 02/16 Post-operative Infektionen

Vermeidung post-operativer Infektionen bei Endoprothesen

Prof. Dr. sc. hum. J. Philippe Kretzer, Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg (Laufzeit: 01/17 - 12/18)


Abstract:

Bakterielle Implantat-assoziierte Infektionen stellen weiterhin eine gefürchtete Komplikation auf dem Gebiet der Orthopädie und Unfallchirurgie dar. Bakterien können sich auf einer Implantatoberfläche anhaften und bilden dort eine sogenannte Biofilmkolonie. In dieser Form sind Bakterien besonders schwierig zu diagnostizieren und zu therapieren. Um den Aufbau einer Biofilmkolonie zu koordinieren, kommunizieren Bakterien über sogenannte „Quorum-Sensing-Moleküle“. Da eine erfolgreiche Antibiotikatherapie bei Biofilminfektionen erschwert ist, wird nach neuen Therapieansätzen gesucht. Im Rahmen dieser Studie wurde evaluiert, ob bakterielle Kommunikationsmoleküle gehemmt werden können und dadurch eine Biofilmformation verzögert wird. Dadurch könnte einerseits das Immunsystem die Bakterien leichter abtöten und andererseits würde eine Antibiotikatherapie besser greifen.
Hierfür wurden Antikörper (IgY) von Hühnern isoliert, welche zuvor gegen bestimmte Quorum-Sensing-Moleküle immunisiert wurden. Biofilme von Staphylococcus epidermidis wurden in vitro angezüchtet. Es zeigte sich, dass insbesondere ein Antikörper, welcher gegen ein bakterielles Adhärenzprotein gerichtet ist, die Biofilmformation verzögert. Allerdings zeigte sich auch in der Kontrollgruppe (IgY ohne vorherige Immunisierung) bereits eine deutliche Reduktion der Biofilmformation. In einem weiteren Schritt wurde die Biokompatibilität der Antikörper an primären Osteoblasten untersucht. Auch die Osteoblasten wurden durch die Antikörper aktiviert, welches sich durch eine erhöhte Produktion des Zytokins IL-8 zeigte.
Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass eine Hemmung bakterieller Adhärenzproteine zu einer verzögerten Biofilmformation führt. Allerdings müssen noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden; insbesondere sollten die Antikörper nach Möglichkeit weiter isoliert werden, um die spezifische Wirkung auf bakterielle Adhärenzproteine besser evaluieren zu können und um die Reaktion humaner Zellen auf diese Antikörper zu reduzieren.