title: Antimicrobial impact of crude metabolite extracts of Streptomyces sp. UV5 and Pseudomonas sp. SPOG282 on the growth of human gut commensals
Creators: name: Arndorfer, Felix
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Das Darmmikrobiom ist ein wichtiger Faktor für die menschliche Gesundheit. Veränderungen im Mikrobiom stehen im Zusammenhang mit Darmerkrankungen wie entzündlichen Darmerkrankungen, aber auch mit extraintestinalen Krankheiten, wie kardiovaskulären Störungen. Ein Faktor, der die Zusammensetzung des Darmmikrobioms beeinflusst, sind Medikamente, die das Wachstum von Darmkommensalen beeinträchtigen. Das Screening auf potenzielle Nebenwirkungen dieser Substanzen auf das Darmmikrobiom ist ein wichtiger Aspekt der Präzisionsmedizin. In dieser Arbeit habe ich zunächst eine mikroplattenbasierte Kultivierungsmethode angepasst, um den Einfluss von Metaboliten und chemischen Verbindungen auf das anaerobe Wachstum repräsentativer menschlicher Darmbakterien zu untersuchen. Die Stammsammlung bestand aus 18 Bakterienstämmen, die die phylogenetische und metabolische Vielfalt des menschlichen Darmmikrobioms widerspiegeln. Nach erfolgreicher Kultivierung in ausgewählten Medien wurden Wachstumsparameter wie Wachstumskurven und maximale Wachstumsraten ermittelt. Im nächsten Schritt wurden die Effekte bekannter Antibiotika auf das Wachstum ausgewählter Darmbakterien analysiert. Anschließend wurden bakterielle Rohmethanolextrakte, die aus Kulturen von Streptomyces sp. UV5 und Pseudomonas sp. SPOG282 gewonnen wurden, an ausgewählten Stämmen der Gemeinschaft getestet. Die Stämme UV5 und SPOG282 sind vielversprechende Kandidaten für die Produktion neuartiger Antibiotika und wurden zuvor als antimikrobiell wirksam gegen aerob wachsende gramnegative und grampositive Bakterien nachgewiesen. In dieser Studie zeige ich, dass die hemmende Wirkung der Rohmetabolit-Extrakte dieser Stämme sich auch auf ausgewählte Darmkommensalen erstreckt, darunter Alistipes putredinis, Bifidobacterium longum, Collinsella aerofaciens, Enterocloster bolteae, Escherichia coli und Enterococcus faecalis. Dabei wurde nachgewiesen, dass die Extrakte antimikrobielle Verbindungen mit einem breiteren Wirkspektrum enthalten können.
description: The gut microbiome is an important contributor to human health. Changes in the microbiome are linked to intestinal diseases like inflammatory bowel disease, but also extraintestinal diseases, such as cardiovascular disorders. One factor that influence the composition of the gut microbiota are drugs interfering with the growth of gut commensals. Screening for potential side-effect of these compounds on the gut microbiome is an important aspect of precision medicine. Here, I initially adapted a microplate-based cultivation method for screening the impact of metabolites and chemical compounds on the anaerobic growth of representative human gut bacteria. The strain collection consisted of 18 bacterial strains reflecting the phylogenetic and metabolic diversity of the human gut microbiota. After successful cultivation in selected media, growth parameters like growth curves and maximum growth rates, were obtained. In the next step, the effects of known antibiotics were analyzed regarding the growth of selected gut bacteria. Afterwards, bacterial crude methanol extracts generated from the cultures of Streptomyces sp. UV5 and Pseudomonas sp. SPOG282 were tested on selected strains of the community. Strains UV5 and SPOG282 represent promising candidates for producing novel antibiotics and were previously demonstrated to have antimicrobial activity against aerobically grown gram-negative and gram-positive bacteria. In this study, I show that the inhibitory effect of crude metabolite extracts from these strains extent to selected gut commensals including Alistipes putredinis, Bifidobacterium longum, Collinsella aerofaciens, Enterocloster bolteae, Escherichia coli and Enterococcus faecalis. Thereby it was shown that the extracts contain antimicrobial compounds with a broader range of action.