Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020

Salmonella sind mit unter anderem eine der wichtigsten Krankheitserreger im Lebensmittelbereich. Ihre weltweite Verbreitung macht die Salmonellose zu einem Problem allgemeinen Interesses. Bakteriophagen, kurz Phagen, tragen dabei einen wesentlichen Teil zu der Anpassungsfähigkeit der Bakterien an ihre Umwelt bei. Durch horizontalen Gentransfer mittels Transduktion können Genabschnitte, die für Virulenzfaktoren kodieren, zwischen Bakterien übertragen werden bzw. durch die lysogene Konversion temporär zur Verfügung gestellt werden. Diese Virulenzfaktoren verändern die phänotypische Erscheinung ihres Trägers, indem sie zum Beispiel die Zytoskelettstruktur, die Zellmembran oder ihre Immunresistenz modellieren und dadurch ihre Virulenz gegenüber anderen Zellen erhöhen. In dieser Arbeit wurde nachgewiesen, dass aus 80 % der untersuchten Salmonella Typhimurium-Isolate und 8 % der Salmonella Enteritidis-Isolate Phagen isoliert werden konnten. Dabei wurden durchschnittlich 4,65*106 PFU/ml bzw. 1,00*104 PFU/ml detektiert. Aus den Phagensuspensionen der Typhimuriumisolate enthielten alle Proben Genfragmente von sspH1 und gipA, 12,50 % enthielten sopE 50/51 und 2 % spvC. Im Gegensatz dazu konnten in keinem der Phagenlysate der Enteritidisisolate Genabschnitte nachgewiesen werden. Dies könnte auf eine größere Bedeutung des Serovars Typhimurium in der Transduktion von Virulenzgenen auf neue Wirtsstämmen hindeuten. Interessanterweise ließen sich aus dem Rezipientenstamm für Typhimurium, ATCC 14028, nur drei Virulenzgene (gipA, sopE 50/51, spvC) detektieren, aus dem Rezipientenstamm für Enteritidis, DSM 17420, allerdings fünf von sieben (sopE 50/51, sopE 44/45, sspH1, sefC, spvC). Die Virulenzgene sefC und arnC konnten in keiner Phagensuspension der Probenisolate detektiert werden, weder in den Isolaten des Serovars Typhimurium noch denen des Serovars Enteritidis. Dies deutet darauf hin, dass Phagen diese Gene nicht oder nur sehr selten übertragen. Selbiges kann für spvC angenommen werden, das nur in einer Probe nachgewiesen wurde.

Salmonella is among the most important pathogens in the food sector. Its worldwide prevalence turns salmonellosis into a problem of common interest. Thereby, bacteriophages, short phages, contribute significantly to the adjustability of these bacteria within their environment. Horizontal gene transfer via transduction enables the transmission of gene sequences, which themselves encode virulence factors, from one bacteria to another. Lysogenic conversion is another way of making these factors temporary available for the bacteria. Virulence factors can change the phenotypic appearance of their host by modelling its cytoskeleton, its cell membrane or its immune resistance, increasing its virulence against other cells by doing so. In this study phages could be isolated from 80 % of the Salmonella Typhimurium isolates and from 8 % of the Salmonella Enteritidis isolates. Respectively, 4.65*106 PFU/ml and 1.00*104 PFU/ml were detected on average. All acquired phage suspensions of the serovar Typhimurium contained sspH1 and gipA, 12.50 % contained sopE 50/51 and 2 % spvC. Contrary to this, the phage lysates of the serovar Enteritidis did not show any gene sequences of the investigated virulence genes. This could indicate that the serovar Typhimurium plays a major role when it comes to the transduction of virulence factors onto new hosts. Interestingly, the recipient host of Typhimurium, ATCC 14028, only tested positive for three virulence genes (gipA, sopE 50/51, spvC), whereas the recipient host of Enteritidis, DSM 17420, did so for five out of seven genes (sopE 50/51, sopE 44/45, sspH1, sefC, spvC). The virulence genes sefC and arnC could not be detected in any phage suspension, neither from isolates of the serovar Typhimurium nor from isolates of the serovar Enteritidis. This could indicate that phages do not or only very seldom transfer these genes. The same fact can be assumed for spvC, which tested positive in only one sample.

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