[Valtuille]

Neue Studie von der Zhang-Gruppe, dieses Mal zu Biofilmen und erstmals, wie schon die Gruppe um Lewis, in einem Mausmodell. Dort werden die unterschiedlichen Verlaufsformen der Lyme-Arthritis beschrieben.

Die Borreliose, verursacht durch Borrelien burgdorferi, ist die häufigste durch Zecken übertragene Krankheit in den USA und Europa. Während die meisten Patienten mit einer 2-4-wöchigen Antibiotikatherapie geheilt werden können, leiden etwa 10%-20% der Patienten weiterhin an anhaltenden Symptomen von Müdigkeit, Schmerzen oder Gelenk- und Muskelschmerzen, und trotz der Behandlung neurokognitiv, einer Erkrankung namens Post-Treatment Lyme Disease Syndrom (PTLDS). Die Ursache für PTLDS ist unklar, aber eine Möglichkeit ist eine anhaltende Infektion mit B. burgdorferi. B. burgdorferi ist bekannt dafür, morphologische Variantenformen wie Rundkörper und aggregierte biofilmartige Mikrokolonien zu entwickeln, da eine aus Spirochetenformen bestehende Log-Phasenkultur in eine stationäre Phase übergeht. Hier isolierten wir biofilmartige Mikrokolonie und plantopische Form (Spirochetalformen und Rundkörper) aus stationärer Phasenkultur und fanden heraus, dass die stationäre Phase planktonische Form (SP) und Mikrokolonieform (MC) gegenüber den aktuellen Antibiotika gegen Lyme-Borreliose, Doxycyclin, Ceftriaxon und Cefuroxim viel toleranter sind als die Log-Phase Spirochetenform (LOG). Darüber hinaus haben wir auch die Fähigkeit der Variantenformen, Krankheiten zu verursachen, in einem Maus-Arthritis-Modell verglichen. Überraschenderweise verursachten insbesondere der MC und der SP eine schwerere Arthritis mit einem früheren Entzündungsbeginn und Gelenkschwellungen als LOG. MC-infizierte Mäuse zeigten bereits 9 Tage nach der Infektion eine signifikante Gelenkschwellung, während das LOG und SP keine signifikante Schwellung verursachten. Nach 21 Tagen nahm die Gelenkschwellung der MC-Gruppe dramatisch zu und erreichte ihren Höhepunkt, während die SP zu diesem Zeitpunkt eine signifikante Schwellung zeigte, aber weniger stark als die MC-Gruppe. Die LOG-infizierten Mäuse begannen gerade erst, nach 21 Tagen nach der Infektion eine Gelenkschwellung mit nur geringer Schwellung zu entwickeln. Nach 30 Tagen nach der Infektion entwickelten die Mäuse der SP-Gruppe auch eine ähnliche Schwere der Gelenkschwellung wie die MC-Gruppe, aber die LOG-Gruppe zeigte noch keine signifikante Schwellung. Nach 35 Tagen nach der Infektion zeigten alle drei infizierten Gruppen jedoch einen ähnlichen Grad an signifikanter Gelenkschwellung. Danach nahm die Gelenkschwellung der drei infizierten Gruppen während der 90tägigen Beobachtung zu und ab. So haben wir ein neues Modell der visuellen Arthritis mit Hilfe von Biofilm-Inokula etabliert, das eine effizientere Bewertung der Behandlungsschemata für persistente B. burgdorferi-Infektionen ermöglichen könnte. Unsere Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über die Pathogenese der Erkrankung und können Auswirkungen auf das Verständnis des Versagens der PTLDS- und PTLDS-Behandlung aufgrund einer möglichen Biofilmimpfung während des Zeckenbisses haben. Dieses Biofilm/Persister-Seeding-Modell kann für verschiedene mikrobielle Infektionen gültig sein und die Entwicklung effektiverer Behandlungen von persistenten Infektionen im Allgemeinen erleichtern.

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https://www.biorxiv.org/content/early/2018/10/13/440461