Influence of probiotics on enteropathogenic bacteria and intestinal microbiota in pigs

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Klinische Untersuchungen am Schwein belegen, dass Probiotika die Duchfallrate senken können. Über die diesem Effekt zugrundeliegenden Mechanismen herrscht weitestgehend Unklarheit. Im Rahmen des Vorhabens soll deshalb die Wirkung der Probiotika Bacillus cereus var. Toyoi sowie Enterococcus faecium auf pathogene Bakterien und die intestinale Microbiota auf molekularer Ebene untersucht werden. Hierzu werden vergleichend definierte Bakterienspezies aus den Digesta und der intestinalen Mukosa des Darmes von Probiotika-gefütterten bzw. nicht gefütterten Schweinen qualitativ und quantitativ untersucht. Die nachgewiesenen Bakterien sind Vertreter der Gattungen Escherichia, Clostridium, Chlamydia, Chlamydophila, Treponema, Serpulina und Brachyspira. Die Identifizierung erfolgt mittels Kulturverfahren, 16S rRNA-Bestimmung und dem genotypischen Nachweis von Virulenzfaktoren. Ex vivo (primäre Darmepithel-Zellkultur) sowie in vitro (permanente "intestinal porcine epithelial cell", IPEC-1) wird zudem durch Infektionsversuche mit einem schweinepatogenen E. coli-Stamm (EPEC) sowie mit einem Salmonella enterica enterica choleraesuis (S. choleraesuis)Stamm die Interaktion zwischen Probiotika und diesen pathogenen Stämmen analysiert. Hierzu wird die Beeinflussung der bakteriellen Adhäsion bzw. Invasion im Mikrotiterplatten-Test überprüft. Weiterhin wird mittels konfokaler Lasermikroskopie der Einfluss der Probiotika auf die Fähigkeit der pathogenen Bakterien zum Umbau des Zytoskeletts, zur Auslösung von Apoptose und zur Infektion bakterieller Virulenzfaktoren in das Zytosol nachgewiesen. Durch diese Untersuchungen soll die Probiotikawirkung auf eine wissenschaftliche Basis gestellt werden, die später zur Identifizierung der wirksamen Probiotika-Komponenten im Hinblick auf die Gewinnung optimierter Probiotika führen soll.