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The impact of physiological tolerances on the colonization of gut bacteria in pre term infants
Viktoria Cizek
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molecular Microbiology, Microbial Ecology and Immunobiology
Betreuer*in
David Berry
DOI
10.25365/thesis.77984
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10770.70538.985687-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Frühgeborene sind aufgrund ihres unreifen Immunsystems besonders anfällig für Erkrankungen wie nekrotisierende Enterokolitis (NEC) und Neugeborenensepsis (LOS). Eine zentrale Rolle spielt das Darmmikrobiom, das bei Frühgeborenen häufig durch eine verstärkte Vermehrung pathogener Enterobakterien (z. B. Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli) und eine verminderte Zahl nützlicher Bifidobakterien und Lactobacillen gekennzeichnet ist. Diese Dysbiose wird mit ungünstigen Gesundheitsverläufen assoziiert, weshalb ein besseres Verständnis der mikrobiellen Wachstumsmechanismen essentiell ist. Diese Studie untersucht das Wachstum von 23 bakteriellen Isolaten, die typisch für das Frühgeborenen-Mikrobiom sind, unter verschiedenen Umweltbedingungen (pH-Wert, kurzkettige Fettsäuren [SCFAs], Sauerstoffverfügbarkeit). Unsere Ergebnisse zeigen, dass fakultativ anaerobe Enterobakterien ihr Wachstum anpassen und besonders bei saurem pH in Anwesenheit von Sauerstoff gedeihen. Gleichzeitig hemmen SCFAs – insbesondere Acetat – das Wachstum pathogener Bakterien stark, wobei dieser Effekt unter sauren Bedingungen verstärkt wird. Im Gegensatz dazu sind Bifidobakterien und Lactobacillen resistenter gegenüber Säurestress, was ihnen einen Vorteil bei der Darmbesiedlung verschaffen und die Vermehrung opportunistischer Pathogene begrenzen könnte. Diese Ergebnisse verdeutlichen die komplexe Wechselwirkung zwischen pH-Wert, Sauerstoffverfügbarkeit und Stoffwechselprodukten in der Gestaltung des Frühgeborenen-Mikrobioms. Durch die Untersuchung physiologischer Toleranzen liefert diese Studie wertvolle Erkenntnisse für Mikrobiom-basierte Interventionen zur Förderung der Darmgesundheit bei Frühgeborenen.
Abstract
(Englisch)
Preterm infants face unique challenges due to their immature immune system, increasing their risk for conditions such as necrotizing enterocolitis (NEC) and late-onset sepsis (LOS). A critical factor influencing these outcomes is gut microbiota composition, which in preterm infants is often imbalanced, with an overgrowth of potentially pathogenic Enterobacteriaceae (e.g., Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli) and a reduction in beneficial Bifidobacteria and Lactobacilli. This dysbiosis has been linked to poor health outcomes, emphasizing the importance of investigating the physiological mechanisms that influence microbial growth. This study examines the growth of 23 bacterial isolates representative of the preterm gut microbiome under varying pH- and short-chain fatty acid (SCFA)- conditions, and with alternating oxygen availability. Facultative anaerobes, including Enterobacteriaceae, exhibit altered growth patterns in response to environmental factors, thriving at acidic pH in the presence of oxygen. Additionally, SCFAs, particularly acetate, drastically inhibit the growth of pathogenic bacteria, an effect enhanced under acidic conditions. In contrast, Bifidobacteria and Lactobacilli demonstrate acid stress resistance, allowing them to persist despite SCFA exposure, potentially contributing to colonization resistance against opportunistic pathogens. These findings highlight the complex interplay between pH, oxygen levels, and metabolic by-products in shaping the preterm gut microbiota. By investigating the physiological tolerances of key bacterial species, this study provides insight into potential microbiome-targeted interventions aimed at promoting gastrointestinal health in preterm infants.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Frühgeborene Darmmikrobiom Enterobacteriaceae kurzkettige Fettsäuren pH Sensitivität
Schlagwörter
(Englisch)
Preterm Infants Gut Microbiome Enterobacteriaceae Short-Chain Fatty Acids pH Sensitivity
Autor*innen
Viktoria Cizek
Haupttitel (Englisch)
The impact of physiological tolerances on the colonization of gut bacteria in pre term infants
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
69 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
David Berry
Klassifikation
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC17471161
Utheses ID
75214
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |