Charakterisierung der EPS-Matrix bakterieller Biofilme

Biofilme entstehen, wenn sich Mikroorganismen, wie Bakterien, an Grenzflächen anlagern und dort vermehren. In solchen Biofilmen leben in der Regel verschiedene Mikroorganismen (Bakterien, Algen, Pilze usw.) zusammen, die in eine Matrix aus extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) eingebettet sind. In dieser Matrix, die hauptsächlich aus Wasser besteht, können weitere gelöste Stoffe eingelagert sein.

Diese EPS-Matrix spielt somit bei der Biofilmbildung eine entscheidende Rolle. Neben der Tatsache, dass sie die Aggregation erst ermöglicht, gibt sie dem Biofilm Struktur, trägt mit zu seinem Schutz vor äußeren Einflüssen bei, bildet ein Reservoir für Nährstoffe und erlaubt es den Mikroorganismen, langfristige synergistische Wechselwirkungen aufzubauen.

Mikrobielle EPS bestehen in der Regel aus verschiedenen Klassen von biologischen Makro¬molekülen wie z.B. Polysaccharide, Proteine, Nucleinsäuren und Lipide aber auch Huminstoffe.

Stadien der Biofilmentwicklung nach P.Dirkx, Center of Biofilm Engineering, Montana State University 2003

Im Fokus unserer EPS-Arbeiten stehen daher folgende Fragestellungen:

• Welche Rolle spielen die EPS bei der Biofilm-Entwicklung?


• Wie verändert sich die EPS-Zusammensetzung während der Entwicklung bzw. unter dem Einfluss äußerer Faktoren?


• Welche Bedeutung haben EPS bei der Wechselwirkung zwischen Biofilmen und Immunzellen, u.a. beim Inter-kingdom Signalling?

Literatur
Meyle, E. / Brenner-Weiss, G. / Obst, U. / Prior, B. / Hänsch, G. (2012): „Immune defense against S. epidermidis biofilms: components of the extracellular polymeric substance activate distinct bactericidal mechanisms of phagocytic cells“. In: Int J Artif Organs (2012)

Hänsch, G.M. / Brenner-Weiss, G. / Prior, B. / Wagner, C. / Obst, U. (2008): „The extracellular substance of Pseudomonas aeruginosa: too slippery for neutrophils to migrate on?“. In: Int. J. Artif. Organs. 31 (2008), 9, 796-803