title: Free-living nematodes as potential vectors and reservoirs for human pathogens
Creators: name: Ortlieb, Christin
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin
Year: 2025
Subjects: subject: Legionella pneumophila
subject: Salmonella enterica
subject: freilebende Nematoden
subject: Vektor
subject: trophische Interaktionen
subject: Reservoir
subject: Legionella pneumophila
subject: Salmonella enterica
subject: free-living nematodes
subject: vector
subject: trophic interactions
subject: Reservoir
subject: 570 Biologie

description: Freilebende, sich von Bakterien ernährende Nematoden fressen, beherbergen und verbreiten menschliche Pathogene. In dieser Arbeit wurden die Wechselwirkungen zwischen Nematoden und Pathogenen sowohl in aquatischen als auch in terrestrischen Umgebungen untersucht, wobei der Schwerpunkt auf Legionella pneumophila (Süßwasser) und Salmonella enterica (Boden) lag. Das Potenzial von Nematoden, menschliche Pathogene zu beherbergen und/oder zu verbreiten, wird hauptsächlich durch ihre Anziehung zu den bakteriellen Pathogenen bestimmt. Daher konzentrierte sich diese Arbeit auf das Fressverhalten von Nematoden. Pharyngeale Pumptests zeigten, dass L. pneumophila die Fressaktivität der Nematodenarten Plectus similis und Plectus sp. im Vergleich zum Standardlaborfutter Escherichia coli OP50 beeinträchtigte. Darüber hinaus wurden natürliche Bioﬁlme mit mCherry-markierten L. pneumophila allein oder in Kombination mit GFP-markierten E. coli inokuliert und das Beweiden der Bakterien durch die Nematoden wurde mithilfe von Laser-Scanning-Mikroskopie als Fluoreszenzmuster im Nematodendarm untersucht. Bemerkenswerterweise ernährten sich die getesteten Nematodenarten bevorzugt von L. pneumophila, wenn sie die Wahl zwischen E. coli und dem Pathogen hatten. Darüber hinaus wurde die Räuber-Beute-Beziehung zwischen Nematoden und S. enterica in einer Bodenumgebung untersucht. Binäre Auswahltests zeigten, dass sich der weit verbreitete Bodennematode Acrobeloides buetschlii sowie die beiden Modellorganismen Caenorhabditis elegans und Pristionchus pacificus sowohl von S. enterica als auch von gewöhnlichen Bodenbakterien ernährten, was auf eine Anpassung an mehrere bakterielle Ressourcen hindeutet. Insgesamt zeigte diese Arbeit, dass verschiedene freilebende Nematodenarten L. pneumophila und S. enterica als Ressource nutzen, was ihr Potenzial unterstreicht, als Umweltreservoir und/oder Vektor für menschliche Pathogene sowohl in Wassersystemen als auch in landwirtschaftlichen Böden zu dienen.
description: It is becoming increasingly clear that free-living bacterial-feeding nematodes not only consume, but also harbor and disseminate human pathogens. In this thesis, the nematode-pathogen interactions were investigated in both, aquatic and terrestrial environments, with the emphasis on Legionella pneumophila (freshwater) and Salmonella enterica (soil). The potential of harboring and/or dissemination of human pathogens by nematodes is mostly shaped by their attraction to the bacterial pathogen. Therefore, this thesis focused on the feeding behavior of nematodes. Pharyngeal pumping assays revealed that L. pneumophila impaired the feeding activity of the nematode species Plectus similis and Plectus sp. compared to the standard lab food Escherichia coli OP50. Further, natural bioﬁlms were inoculated with mCherry-labeled L. pneumophila solely or in combination with GFP-labeled E. coli and nematode grazing was assessed as ﬂuorescence pattern in the gut, using laser scanning microscopy. Remarkably, the tested nematode species preferentially fed on L. pneumophila when given a choice between E. coli and the human pathogen. Additional feeding experiments with L. pneumophila and common bacterial taxa as resources revealed that food preference was not necessarily associated with an upregulation of pumping activity. Besides, the predator-prey relationship between nematodes and S. enterica was investigated in a soil environment. Binary choice assays revealed that the widespread soil nematode Acrobeloides buetschlii as well as the two model organisms Caenorhabditis elegans and Pristionchus pacificus fed on both, S. enterica and common soil bacteria, indicating an adaption to multiple bacterial diets. Overall, this thesis showed that different free-living nematode species use L. pneumophila and S. enterica as a resource, highlighting their potential to serve as environmental reservoir and/or vector for human pathogens in both, water systems and agricultural soil.