Einblicke in Biofilme bei Endokarditis

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Carin Sommer
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1 B I O F I L M Z E N T R U M Einblicke in Biofilme bei Endokarditis Annette Moter Biofilmzentrum Deutsches Herzzentrum Berlin

2 Komplexe Lebensgemeinschaften: Eingebettet in EPS Matrix Nahrungsketten Kommunikation (Quorum Sensing) Ruhende Zellen (Persister, VBNC, ) B I O F I L M Z E N T R U M Biofilme Resistenter Toleranter gegenüber Antibiotika

3 B I O F I L M Z E N T R U M Biofilme (Costerton et al. 1978) komplexe sesshafte Lebensgemeinschaften Hard to detect and hard to treat = Schwer zu detektieren und schwer zu behandeln Problem: schwer nachweisbar da oft kulturnegativ

4 B I O F I L M Z E N T R U M NIH: Biofilms are medically important, accounting for over 80 percent of microbial infections in the body? Derzeit fehlen sowohl diagnostische Nachweismethoden als auch therapeutische Konzepte

5 B I O F I L M Z E N T R U M Fluoreszenz in situ Hybridisierung FISH Fixierung Sonde Objektträger Zielstruktur Hybridisierung Waschen Mikroskopie

6 B I O F I L M Z E N T R U M FISH molekulare Methode wer? wo? wieviele? wie aktiv?

7 B I O F I L M Z E N T R U M FISH DNA 16S rrna gene PCR Sequencing who? where? how many? how active? Species identification

8 BIOFILMZENTRUM Endocarditis Heart valve tissue section E. faecalis DAPI Background, Erythrocytes 100µm 10 µm Curr Infect Dis Rep (2010) 12:

9 B I O F I L M Z E N T R U M Endocarditis Koagulase negative staphylococci: Differentiation between contamination and infection Bacteria Staphylococcus spp. Curr Infect Dis Rep 2011

10 BIOFILMZENTRUM Endocarditis discriminative orange fluorescence intensity indicates differential ribosomal content of the cells Streptococcus DAPI Background, Erythrocytes Curr Infect Dis Rep (2010) 12:

11 A. Moter Mikrobielle B I O F I L M Z E N Biofilme T R U M Prosthetic heart valves, Charité culture FISH/PCR CNS S. aureus Strep Enterococcus P. acnes T. whipplei Coxiella Candida Listeria 66 Acinetobacter Spezies? 2 negativ

= FISH/PCR positive 49% 7% 3% culture + FISH/PCR FISH/PCR

12 A. Moter Mikrobielle B I O F I L M Z E N Biofilme T R U M 20% Prosthetic heart valves Culture versus FISH/PCR culture = FISH/PCR positive 49% 7% 3% culture + FISH/PCR FISH/PCR different species culture FISH/PCR + 21% culture = FISH/PCR negative

13 A. Moter Mikrobielle B I A. O M F o I L t e M r Z - E B N i o Biofilme T f i R l m U s M FISH - Limitationen Postoperativ Snapshot DAPI only - Fälle keine stand alone Technik

14 A. Moter Mikrobielle B I O F I L M Z E N Biofilme T R U M FISH/PCR erlaubt Detektion und Identifikation in kulturnegativen Fällen Diskriminierung zwischen Kontamination und Infektion Menge und Verteilung im Gewebe

15 B I O F I L M Z E N T R U M Biofilm assoziierte Infektionen Kultur und Resistenzmessung (MHK) ist zur Zeit der Goldstandard mikrobiologischen Diagnostik Standardisiert und reproduzierbar Jahre klinischer Erfahrung der MHK-Interpretation Aber: kulturelles Wachstum unerlässlich Sensitivität in vivo in Biofilmen ist anders

16 B I O F I L M Z E N T R U M Endocarditis Endocarditis ist ein Biofilm-Problem Vitale Bakterien in kulturnegativen Fällen Antibiotikatoleranz ist in vivo höher, als wir in vitro messen

17 B I O F I L M Z E N T R U M Fälle und Raritäten

18 Patient, 57J Biofilm associated infections Jan 2014 AKE bei kombiniertem Vitium, Bioprothese August 2015 Leistungsknick, Dyspnoe, Paravalvuläre Leckage Kultur: negativ 16S rrna-gen: M. abscessus/chelonae/ massiliense/bolletti 99,9% Identität über 474 BP Labor Uni Regensburg: rpob-gen M. chelonae Infektionsquelle???

19 B I O F I L M Z E N T R U M

20 Biofilm associated infections

21 Biofilm associated infections

22 B I O F I L M Z E N T R U M Biofilme in der Endokarditis sind komplex aber nicht chaotisch sind relevant in vivo haben einen großen Einfluss auf den Infektionsverlauf

23 Biofilm associated infections FISH + PCR/Sequenzierung Detektion und Identifikation in kulturnegativen Fällen Diskriminierung zwischen Kontamination und Infektion Menge und Verteilung im Gewebe Indikator für Aktivität ein wichtiger Beitrag zur Diagnostik

24 DHZB Judith Kikhney David Hrankovic Jenny Hoffmann Laura Kursawe Pablo Rojas Julia Schulze Smita Sutrave Alexandra Wießner Julia Drescher Benjamin Gocht Antje Müller Annett Petrich Dinah Schmiedel P. Dohmen H. Grubitzsch O. Kumpf B I O F I L M Z E N T R U M Brush your teeth! Charité Thank you! K. Affeld G. Gabel L. Goubergrids U. Kertzscher Traunstein J. Fraunhofer Trostberg T. Glück Bogenhausen W. Eichinger P. Neumeier-Prauser und Team DHZB V. Falk S. Hübler F. Kaufmann T. Krabatsch M. Musci E. Potapov F. Schönrath K. Schönrath C. Starck

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