Streptococcus agalactiae (Gruppe-B-Streptococcus, GBS) ist ein grampositiver bakterieller Pathobiont, der mehrere polymikrobielle Standorte besiedelt, darunter den gastrointestinalen und den Vaginaltrakt. Während eine Vaginalbesiedelung in der Regel asymptomatisch verläuft, kann GBS während der Schwangerschaft vom Vaginaltrakt aus in die Gebärmutter aufsteigen und intakte Fruchtblasen durchdringen, wodurch eine Infektion der Fruchtwassers und der Plazenta verursacht wird. Daher stellt es einen primären Risikofaktor für ungünstige Schwangerschaftsverläufe, fetale Infektionen und neonatale Erkrankungen dar1,2. Als eine der Hauptursachen für invasive Infektionen bei Neugeborenen ist es entscheidend, Faktoren zu charakterisieren, die das Übertragungs- und Infektionsrisiko beeinflussen. Die antibiotische Prophylaxe während der Geburt kann die vertikale Übertragung und die früh einsetzende GBS-Erkrankung bei Neugeborenen reduzieren3,4; sie ist jedoch mit zunehmenden Raten von Antibiotikaresistenzen sowie möglichen Langzeiteffekten im Zusammenhang mit der Gabe von Antibiotika während der pränatalen Phase oder im frühen Leben assoziiert5,6,7,8. Diese Faktoren machen die Entwicklung gezielterer präventiver und therapeutischer Maßnahmen notwendig.
Neuere Erkenntnisse haben gezeigt, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms und polymikrobielle Interaktionen die Homöostase sowie die Wahrscheinlichkeit von Erkrankungen beeinflussen9. Eine Dominanz von GBS im vaginalen Mikrobiom des Menschen ist mit einer Abnahme der Lactobacillus-Abundanz verbunden, und es wurden art- und stammesspezifische Interaktionen beobachtet , die vielfältige Auswirkungen auf die Kolonisation in vitro und in vivo haben können10,11. Zuvor hat unsere Forschungsgruppe ein murines Modell der vaginalen GBS-Kolonisation entwickelt, um Wirt- und Bakterienfaktoren der GBS-Fitness zu untersuchen12. Dies beinhaltet die Behandlung von Mäusen mit einer Einzeldosis 17β-Ostradiol, gefolgt von einer intravaginalen Inokulation mit GBS am folgenden Tag. Dieses Modell wurde verwendet, um die Bedeutung von GBS-Oberflächenproteinen, regulatorischen Signalnetzwerken und Toxinsekretion für die Aufrechterhaltung der Kolonisation und das Eindringen in Gewebe des weiblichen Genitaltrakts (FGT) zu charakterisieren. Darüber hinaus haben wir festgestellt, dass GBS komplexe Wechselwirkungen mit anderen Bakterien im Vaginaltrakt eingeht, darunter Akkermansia muciniphila und Enterococcus faecalis13,14,15, was verdeutlicht, wie Lebensweise und Persistenz von GBS durch das Vorhandensein benachbarter Mikroben beeinflusst werden.
Während dieses bestehende Modell bereits angepasst wurde, um interbakterielle Wechselwirkungen zu untersuchen, waren zusätzliche Modifikationen erforderlich, um andere Mikroben zu analysieren. Pilze sind ein bisher wenig erforschter Bestandteil des vaginalen Mikrobioms, und mit dem hier vorgestellten Modell verfolgten wir das Ziel, ein Werkzeug zur Untersuchung der Pilzbesiedlung sowie pilzbakterieller Wechselwirkungen in vivo zu entwickeln. Der am häufigsten aus dem menschlichen Vaginaltrakt isolierte Pilz ist Candida albicans, der bis zu 70 % der Individuen besiedelt16. C. albicans ist polymorph und kann eine Morphogenese durchlaufen, bei der er zwischen Hefeform mit Knospung und fadenförmigen Morphotypen wechselt. Die Filamentbildung ist mit einem spezifischen Genexpressionsrepertoire assoziiert17,18. Einige dieser hyphenspezifischen Gene wurden kürzlich als Faktoren beschrieben, die im Kontext einer polymikrobiellen Besiedlung einen Fitnessvorteil verleihen19,20,21.
Mehrere Studien berichteten über die gleichzeitige Isolierung von C. albicans und GBS in menschlichen Vaginalabstrichen, und unsere Forschungsgruppe hat kürzlich festgestellt, dass Personen, die mit C. albicans besiedelt sind, signifikant höhere Raten einer GBS-Besiedlung aufweisen22. Wir haben eine entwickelt in vivo System zur Untersuchung der dreigliedrigen Interaktionen zwischen kommensalen Pilzen, Bakterien und dem Wirt. Pilzstudien an konventionellen Mäusen erfordern typischerweise eine antibiotische Behandlung, um die bakteriell vermittelte Kolonisationsresistenz zu überwinden und eine dauerhafte Kolonisation zu etablieren.23. Um dies zu erreichen, ohne die Besiedlungsfähigkeit von GBS zu beeinträchtigen, behandeln wir Mäuse mit einem Antibiotikacocktail und impfen sie anschließend mit C. albicansund nachdem die Besiedlung etabliert ist, entziehen wir das Antibiotikum, um eine anschließende Kolonisation durch GBS zu ermöglichen. Dies wurde so optimiert, dass beide C. albicans und GBS besiedeln den Vaginaltrakt in ähnlicher Belastung und zu vergleichbaren Zeitpunkten, wodurch direkte Interaktionen im Vaginaltrakt möglich werden. Dieses Protokoll beschreibt eine Methode, Mäuse mit Antibiotika vorzubehandeln und 17β-Östradiol, Besiedlung mit beiden Pilzen und Bakterien herstellen und Spül- sowie Gewebeproben für anschließende Analysen sammeln.