Charakterisierung der Auswirkungen von Tylosin und Chlorotonil auf die Phylogenie und Funktionalität des intestinalen Mikrobioms junger Schweine durch Meta-Omics-Analysen
bearbeitet am Institut für molekulare Pathogenese
Immer mehr Bakterien werden gegen gängige Antibiotika resistent. Das ist besonders in der Tierhaltung ein Problem, denn auch im Darm von Nutztieren können sich die resistenten Bakterien ansiedeln. Eine vielfältige und stabile Darmflora (=Mikrobiota) schützt jedoch vor solchen Erregern. Deshalb ist es wichtig, dass Antibiotika möglichst gezielt gegen Krankheitserreger wirken, ohne die nützlichen Darmbakterien zu schädigen.
In meiner Doktorarbeit habe ich die Substanz Chlorotonil (ChA) untersucht - insbesondere ihre Wirkung auf die Darm-Mikrobiota von Schweinen. Im Labor zeigte sie zunächst eine gezielte Hemmung bestimmter (grampositiver) Bakterien. Im Tierversuch wurde die Wirkung von ChA dann mit der des herkömmlichen Antibiotikums Tylosin verglichen. Dabei zeigte sich in Mikrobiom-Analysen: ChA beeinträchtigte die natürliche Darmflora deutlich weniger. Es wirkte spezifisch gegen bestimmte Bakterien, ohne die nützliche Darm-Mikrobiota stark zu stören.
Abbildung: Schematischer Versuchsablauf des in vivo Versuches am Modeltier Schwein. (Fotos: W. Maginot, FLI Jena)
Detaillierte Untersuchungen (Meta-Genom-/ Meta-Transkriptom-/ in-vitro-Transkriptom-Analysen) bestätigten daraufhin, dass ChA gezielt bestimmte Krankheitserreger wie Clostridioides difficile (kurz: C. difficile) beeinträchtigt. Dieser Erreger kann vor allem nach der Einnahme von Breitbandantibiotika schwere Durchfallerkrankungen verursachen. Solche Infektionen sind oft schwierig zu behandeln und können lebensbedrohlich verlaufen. Die Substanz ChA kann jedoch gezielt in bestimmte Stoffwechselprozesse der Bakterien eingreifen, bei ihnen spezifische Stressreaktionen auslösen und ihr Wachstum hemmen.
Insgesamt deuten die Ergebnisse meiner Doktorarbeit darauf hin, dass Chlorotonil ein vielversprechender Kandidat für die gezielte Behandlung von C. difficile-Infektionen sein könnte – mit dem entscheidenden Vorteil, die nützliche Darm-Mikrobiota weitgehend zu erhalten.
Für die Auszeichnung meiner Arbeit durch den Förderverein des Friedrich-Loeffler-Instituts möchte ich mich herzlich bedanken! Gleichzeitig möchte ich die Gelegenheit nutzen, meinen Betreuer:innen, Kolleg:innen, und Kooperationspartner:innen meinen aufrichtigen Dank für ihre Unterstützung und Begleitung auszusprechen.