Entwicklung eines DNA-Chips zur schnellen Typisierung von Pseudomonas aeruginosa

Wir entwickelten ein DNA- Mikroarray zur kostengünstigen und schnellen Geno- und Pathotypisierung von Pseudomonas aeruginosa. Mit diesem Hilfsmittel ist es möglich, Einsicht in die Populationsstruktur, Verbreitung und Evolution von P.aeruginosa zu erhalten. Durch Verwendung von pathogenitätsassoziierten Genen und SNPs von hoch konservierten P.aeruginosa Genen kann für die Typisierung eine Zuverlässigkeit von >99,8% erreicht werden. Zusätzlich wird untersucht, welche der P.aeruginosa- typischen Geninseln im jeweiligen Isolat vertreten sind. Der kommerziell erhältliche Chip wurde zur Erzeugung von Typisierungsdaten entwickelt, die in einem standardisierten, binären Format gelagert oder mit anderen Zentren ausgetauscht werden können. Durch diese universelle Form ist es möglich, die Populationsstruktur und Verbreitung von P.aeruginosa sowohl lokal als auch global zu überwachen. In einer ersten Studie untersuchten wir mehr als 200 europäische P.aeruginosa- Isolate von CF- Patienten, Intensivstationen und verschiedenen Umweltproben. Zu unserer Überraschung stellten nur 15 klonale Linien mehr als 50% aller Isolate, wobei die bereits sequenzierten Stämme PA14 und PAO zwei der häufigsten Klone repräsentieren. Die häufigsten Klone wurden aus verschiedensten Quellen isoliert, ohne dabei ein spezifisches Habitat zu bevorzugen. Ko-kolonisierende P.aeruginosa waren in den meisten Fällen unverwandt, allerdings fanden wir zu jedem dieser Stämme verwandte klonale Varianten, die oft aus anderen Ländern oder sogar Kontinenten stammten. Das Auftreten der Geninseln dagegen kann sogar in einem Klon innerhalb eines spezifischen Habitats variieren. Dies zeigt, dass die evolutionäre, molekulare Uhr in P.aeruginosa mit deutlich unterschiedlichen Geschwindigkeiten für das akzessorische und das Kern- Genom läuft.