Immunfluoreszenzmikroskopische Bakterienidentifikation und phänotypische Charakterisierung von Burkholderia cepacia

Abstract

Der äußerst heterogene Organismus Burkholderia cepacia ist trotz zahlreicher zur Verfügung stehender Bestimmungsmethoden schwierig zu identifizieren. Bei Patienten mit Zystischer Fibrose (CF) führt B. cepacia neben einer chronischen auch zu einer akuten Lungeninfektion mit Bakteriämie. Es ist noch nicht geklärt, welchen Einfluss die Biofilmbildung bei B. cepacia im anaeroben Milieu des Oberflächenflüssigkeitsfilms in CF-Lungen auf den unterschiedlichen Infektionsverlauf bei CF-Patienten besitzt. Vor diesem Hintergrund wurden 102 B. cepacia-Stämme aller zehn Genomovare, darunter 20 nicht-invasive und 24 invasive B. cepacia-Stämme, unter anaeroben und aeroben Wachstumsbedingungen mit Hilfe eines aus B. cepacia-Exopolysaccharid gewonnenen Antiserums (BC408-Antiserum) immunfluoreszenzmikroskopisch untersucht. Darüber hinaus wurde überprüft, ob das BC408-Antiserum in der Lage ist, B. cepacia im Sputum eines CF-Patienten zu detektieren. Das BC408-Antiserum konnte 101 der 102 B. cepacia-Stämme sowie Mikrokolonien im Sputum des CF-Patienten identifizieren. In analogen Untersuchungen mit Staphylococcus aureus-, Streptococcus pneumoniae- und Pseudomonas aeruginosa-Stämmen reagierte das BC408-Antiserum mit keinem der untersuchten Stämme. Bei 25% der invasiven B. cepacia-Stämme und bei 40% der nicht-invasiven B. cepacia-Stämme waren die Immunfluoreszenz-Signale anaerob stärker als aerob. Die heterogenen Ergebnisse der phänotypischen Untersuchung von invasiven und nicht-invasiven B. cepacia-Stämmen spiegeln somit die genotypische Vielfalt des B. cepacia-Komplexes wider. Aufgrund der hohen Spezifität des BC408-Antiserums stellt die indirekte Immunfluoreszenz ein schnelles und kostengünstiges Nachweisverfahren von B. cepacia dar.

Despite of numerous available detection methods the extremely heterogeneous organism Burkholderia cepacia is difficult to identify. In cystic fibrosis (CF) patients B. cepacia causes chronic lung infections as well as acute lung infections with bacteraemia. The effect of the biofilm phenotype of B. cepacia in the anaerobic environment of the airway surface liquid in CF lungs on the distinctive course of infection in CF patients is still unknown. On this background 102 B. cepacia strains of all ten genomovars, among them 20 non-invasive and 24 invasive B. cepacia strains, were grown under anaerobic and aerobic conditions and were investigated using immunofluorescence microscopy and an antiserum prepared from the exopolysaccharide of B. cepacia strain IST 408 (BC408-antiserum). Furthermore it was investigated whether the BC408-antiserum is able to detect B. cepacia in sputum of CF patients. The BC408-antiserum was able to identify 101 of 102 B. cepacia strains and B. cepacia microcolonies in sputum of CF patients. In other experiments using Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa strains the BC408-antiserum showed no reaction. The immunofluorescence signals of 25% of the invasive B. cepacia strains and 40% of the non-invasive B. cepacia strains of the anaerobic samples were more intense than the aerobic ones. The heterogeneous results of the phenotypic investigation of invasive and non-invasive B. cepacia strains reflect the genotypic diversity of the B. cepacia complex. Because of the high specification of the BC408-antiserum the immunofluorescence microscopy represents a quick and cheap method for the detection of B. cepacia.