Molekulare Grundlagen der ramRA-vermittelten Regulation der multidrug resistance-Effluxpumpe AcrAB-TolC bei Salmonella und Citrobacter freundii

Die Familie der Enterobacteriaceae umfasst eine Vielzahl humanpathogener Erreger, die mitunter schwerwiegende Infektionen hervorrufen können. Ein wachsendes Problem für die erfolgreiche Therapie dieser Infektionen stellt die zunehmende Resistenz der Erreger gegenüber klinisch bedeutsamen Antibiotika dar. Neben spezifischen Resistenzmechanismen kommt vermehrt der durch Effluxpumpen vermittelten, unspezifischen Resistenz Bedeutung zu. Eine umfassende Kenntnis der molekularen Grundlagen der effluxvermittelten Resistenz sowie der genetischen Regulation von mdr- Effluxpumpen ist eine Voraussetzung für die Entwicklung effizienter Therapieoptionen.

Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die molekulare Grundlage der Funktionsweise der Transkriptionsregulatoren RamR/RamA in Salmonella Hadar, S. Typhimurium und Citrobacter freundii. ramRA spielt in Vertretern der Gattungen Salmonella, Enterobacter und Klebsiella eine wichtige Rolle für die Entwicklung eines mdr-Efflux-Phänotyps. RamA führt als Transkriptionsaktivator zu einer verstärkten Expression von Effluxpumpen wie AcrAB-TolC. RamR kontrolliert als lokaler Repressor die Expression von ramA.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden bei in vitro selektierten Mutanten von S. Typhimurium und S. Hadar Mutationen in der postulierten Bindungsstelle des Repressors RamR im Operatorbereich von ramA als Ursache eines RamA-vermittelten mdr-Efflux-Phänotyps identifiziert. In verschiedenen Vertretern der Gattung Citrobacter konnten durch ein PCR-basiertes Screening-Verfahren homologe Gene von ramA und ramR nachgewiesen werden, wobei in Vertretern der Species Citrobacter freundii Mutationen im ramR-Gen als Ursache des Efflux-basierten Resistenzphänotyps identifiziert werden konnten.

Die vorliegende Arbeit leistet damit eine Beitrag zur Aufklärung der molekularen Grundlagen der ramRA-vermittelten Regulation von mdr-Effluxpumpen. Zusätzlich zu einer detaillierten Kenntnis der Funktion des Operatorbereichs ramO wurden Anhaltspunkte für weitere Regulatoren der ramA- Expression neben RamR gefunden. Darüber hinaus wurde das ramRA-Operon in C. freundii identifiziert und hinsichtlich seiner Bedeutung für die effluxbasierte Antibiotikaresistenz anhand von in vitro- Mutanten und klinischen Isolaten charakterisiert. Der Nachweis der Gene ramR und ramA sowie der Bedeutung ihrer Genprodukte für die Expression von AcrAB-TolC in C. freundii erleichtert die Identifikation der Ursachen eines mdr-Phänotyps in klinischen Isolaten dieser Spezies. Durch die verbesserte Kenntnis der molekularen Grundlagen der Regulation von mdr-Effluxpumpen trägt die vorliegende Arbeit dazu bei, auch Transkriptionsregulatoren bei der gezielten Entwicklung von Inhibitoren des aktiven Efflux in Betracht ziehen zu können und so neue Ansätze für die Therapie von Infektionen mit multiresistenter Erreger zu entwickeln.