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Peptid-Mikroarray-basierte serologische Diagnose und Typisierung von Toxoplasma-gondii-Infektionen bei Menschen und Katzen in Deutschland (2013)

Art

Hochschulschrift

Autor

Maksimov, Pavlo

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2013 — 155 Seiten

ISBN: 978-3-86387-329-5

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6567

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Abstract / Zusammenfassung

Mehrere Studien berichten über Hinweise, dass schwerwiegende Infektionsverläufe bei Menschen und Tieren mit bestimmten Genotypen und klonalen Linien von T. gondii in Verbindung stehen. Es ist daher wichtig, Kenntnisse über die Verbreitung unterschiedlicher Genotypen und Linien von T. gondii zu erlangen. Mithilfe dieser Kenntnisse könnten Infektionsgefährdungen für Menschen und Tiere besser abgeschätzt werden. Hinweise auf die Genotypen von T. gondii, mit denen Menschen oder Tiere infiziert sind, könnten in Zukunft frühzeitig Rückschlüsse auf den weiteren Infektionsverlauf liefern und gegebenenfalls eine Optimierung der Behandlung gestatten. Die Ergebnisse der in dieser Dissertation zusammengefassten Studien zeigen, dass Peptid- Mikroarrays geeignete Testsysteme für die serologische Diagnose und Typisierung von T. gondii-Infektionen bei Menschen und Katzen darstellen. Mit Hilfe von Peptid-Mikroarrays und Seren experimentell und natürlich infizierter Katzen konnte erstmals belegt werden, dass Katzen in der Lage sind, eine typspezifische IgGAntwort gegen T. gondii der klonalen Typen I, II, und III zu entwickeln. Nach Validierung wurden 27 Peptide selektiert, die für eine Serotypisierung der klonalen T. gondii-Infektionen verwendet wurden. Aufgrund früherer Studien konnte davon ausgegangen werden, dass die meisten Zwischenwirte in Deutschland gegenüber T. gondii des klonalen Typs II exponiert sind. Jedoch gab es keine Information zum Vorkommen unterschiedlicher T. gondii-Genotypen bei Menschen und nur im begrenzten Umfang Daten zum Vorkommen unterschiedlicher T. gondii-Typen bei Hauskatzen in Deutschland. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass positive Typ-II-spezifische Peptidreaktionen bei serologisch positiven Menschen und Katzen signifikant überrepräsentiert sind. Die Reaktionen gegen Typ-II-spezifische Peptide waren signifikant stärker als die Reaktionen gegen Peptide anderer Spezifitäten. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die meisten T. gondii-Infektionen bei Menschen und Hauskatzen in Deutschland durch T. gondii des klonalen Typs II verursacht werden. Die Studien bestätigen die Resultate vorheriger Arbeiten, in denen hauptsächlich Typ II bei den von Katzen in Deutschland ausgeschiedenen T. gondii-Oozysten nachgewiesen wurde. Da sporulierte Oozysten von T. gondii eine der wichtigsten Infektionsquellen für Zwischenwirte darstellen, war zu erwarten, dass es hinsichtlich der bei Katzen und Menschen beobachteten Serotypisierungs-Resultate keine wesentlichen Unterschiede geben sollte. Die hier durchgeführten Arbeiten repräsentieren eine erste Serotypisierung von T. gondii- Infektionen bei Menschen in Deutschland und eine erste bei Katzen weltweit mit Hilfe von Peptid-Mikroarrays. Allerdings zeigen die Ergebnisse, dass weitere gut validierte typspezifische Peptide erforderlich sind, um eine spezifischere Serotypisierung zu erreichen. Eine weitere Validierung mit einer größeren Zahl von gut definierten Seren könnte das Identifizieren und die Selektion polymorpher Peptide für die Serotypisierung erleichtern. Die in dieser Dissertation zusammengefassten Studien (Publikation 2, Manuskript 3) zeigen die Anwendbarkeit von bioinformatischen Verfahren wie „propensity scale“-Algorithmen und die ABCpred-Methode zur Vorhersage von linearen Epitopen in T. gondii-Antigenen. Mit der „propensity scale“-Methode wurden neun polymorphe Peptide ausgewählt, die als Teil von einem Peptid-Panel für T. gondii Serotypisierung eingesetzt werden könnten. Mit Hilfe von ABCpred konnten bioinformatisch insgesamt acht neue lineare Epitope vorhergesagt werden, die sich künftig auch als Teil eines diagnostischen Peptid-Panels einsetzen lassen. Insgesamt wurden in dieser Studie (Publikation 2) zehn Peptide (acht ABCpredvorhergesagte und zwei aus der Literatur) mit diagnostischem Potential identifiziert. Durch den Einsatz dieser Peptide im Peptid-Mikroarray zur serologischen Diagnose der humanen Toxoplasmose wurde eine diagnostische Sensitivität von 69% und Spezifität von 84% erreicht. Diese diagnostischen Parameter sind akzeptabel, aber nicht optimal. Um bessere diagnostische Eigenschaften des Testsystems erreichen zu können, ist es notwendig, das Peptid-Panel zu optimieren und nach weiteren Peptiden mit diagnostischem Potential zu forschen. Die Arbeit zeigt, dass die Anwendung bioinformatischer Programme zur Epitopvorhersage zusammen mit Peptid-Mikroarrays geeignete Laborwerkzeuge darstellen, mit denen T. gondii- Epitope identifiziert werden können, die sich zur serologischen Diagnose oder Typisierung eignen. Aus Peptiden, die diese Epitope enthalten, wurden Mikroarray-Tests entwickelt und zur serologischen Typisierung von T. gondii- Infektionen bei Menschen und Katzen eingesetzt.