Untersuchungen zur Molekularbiologie von Escherichia coli ...

2 Einleitung
2.3.1 E. coli Nissle 1917
Bei dem Stamm E. coli Nissle 1917 (O6:K5:H1) handelt es sich um ein nicht-pathogenes, kom-
mensales Isolat, das im Jahre 1917 von Prof. Dr. med. Alfred Nissle aus dem Stuhl eines deut-
schen Soldaten angereichert wurde, der im Gegensatz zu seinen Kameraden nicht an der in
seinem Stationierungsgebiet grassierenden Durchfall-Epidemie litt (Nissle, 1918). Der Stamm
wurde im Folgenden als ein probiotisch wirksames Therapeutikum bei diversen Durchfaller-
krankungen eingesetzt und es zeigte sich früh, dass er eine antagonistische Wirkung gegen-
über Salmonella typhi ausübt (Nissle, 1925). In späteren Studien wurde u. a. beschrieben, dass
E. coli Nissle 1917 in der Lage ist, den menschlichen Darm sehr erfolgreich zu kolonisieren
(Malchow et al., 1995). Unter der Markenbezeichnung Mutaflor R○ wird der Stamm mittlerweile
erfolgreich zur Behandlung von chronischer Obstipation, Dyspepsie, Kolitis, Enteritis, Gastro-
enteritis, Fällen von Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüren sowie zur Vorbeugung von In-
fektionen mit Candida albicans nach Antibiotika-Therapien eingesetzt (Kruis et al., 2001; Mal-
chow, 1997; Möllenbrink & Bruckschen, 1994; Rembacken et al., 1999; Lodinová-Zádniková
& Sonnenborn, 1997). Viele dieser Behandlungserfolge sind offenbar darauf zurückzuführen,
dass nach Besiedelung mit E. coli Nissle 1917 eine normale Darmflora wieder hergestellt wird.
Indessen wurde festgestellt, dass E. coli Nissle 1917 die Invasion verschiedener entero-
invasiver bakterieller Pathogene in Epithelzellen reduzieren kann (Altenhoefer et al., 2004).
Weiterhin wurde die Induktion zellulärer Abwehrmechanismen in Form der Expression des
antimikrobiellen Peptids hBD-2 (humanes beta-Defensin-2) in Caco-2-Zellen nachgewiesen
(Wehkamp et al., 2004) sowie die erhöhte Expression von Genen, die für die proinflammatori-
schen Moleküle MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein-1), MIP-2α (Macrophage Inflammato-
ry Protein-2 alpha) und MIP-2β (Macrophage Inflammatory Protein-2 beta) kodieren (Ukena et al.,
2005). Zudem hat eine Behandlung mit E. coli Nissle 1917 keinen Effekt auf Migration, klo-
nale Ausbreitung und Aktivierungsstatus von spezifischen CD4 + -T-Zellen (Westendorf et al.,
2005). Dies und die exzellenten Kolonisierungseigenschaften des Stammes haben ihn zu ei-
nem idealen Trägerorganismus für die in situ-Synthese therapeutisch wirksamer Moleküle
gemacht (Rao et al., 2005; Oswald, S., Würzburg, unveröffentlichte Daten). Die verschiede-
nen Wirkungsweisen des Stammes sind in Abb. 1 zusammengefasst und repräsentieren die
meisten der in Abschnitt 2.2 beschriebenen medizinisch relevanten Prinzipien.
E. coli Nissle 1917 ist genotypisch und phänotypisch gut charakterisiert und stellt
in der Anhäufung von Fitnessfaktoren, die wahrscheinlich zu seiner Konkurrenzfähig-
keit im menschlichen Darm beitragen, eine Besonderheit dar. Er besitzt keine P- und S-
Fimbriendeterminanten, aber exprimiert Typ-1- und F1C-Fimbrien (Blum et al., 1995). Der
Stamm produziert keine bekannten Virulenz-assoziierten Toxine und weist ein semi-raues
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