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Experimentelle Untersuchung zur Rolle der angeborenen Immunantwort und der Wirtsspezifität von Salmonella enterica Serovaren (2012)

Art

Hochschulschrift

Autor

Walk, Nicole (WE 7)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2012 — LXIV, 154 Seiten

ISBN: 978-3-86387-093-5

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/114

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Abstract / Zusammenfassung

Salmonellen sind bedeutende Zoonoseerreger und führen zu schweren Infektionskrankheiten sowohl beim Menschen als auch beim Tier. In der vorliegenden Arbeit wurden vergleichende Salmonella-Invasionstudien mit jeweils zwei bereits etablierten Zellarten (Epithel und Makrophagen) aus je drei verschiedenen Wirtsystemen (Schwein, Maus, Mensch) durchgeführt. Hierzu wurden sowohl wirtsadaptierte als auch nichtwirtsadaptierte S. enterica spp. enterica Serovare (S. Typhimurium, S. Choleraesius, S. Dublin und S. Enteritidis) genutzt. In der vorliegenden Arbeit wurde mittels Infektionsversuchen gezeigt, dass die wirtsadaptierten Serovare ein verlangsamtes Wachstum und eine verminderte Invasivität in dem entsprechenden Wirtssystem aufwiesen, wie S. Choleraeuis in porcinen Zellen und S. Typhimurium in murinen Zellen. Darüber hinaus zeigte die PMA-Aktivierung von Makrophagen einen deutlichen Einfluss auf die Invasivität und die intrazelluläre Vermehrungsrate der vier Salmonella-Serovare. Ein infektionsbedingter Zellverlust konnte in dieser Arbeit nach 24h p. i. nur durch S. Typhimurium Infektion, nicht jedoch bei einer Infektion mit S. Choleraesuis beobachtet werden. Somit war der Zelluntergang serovarspezifisch. S. Typhimurium zeigte darüber hinaus in murinen Makrophagen und S. Choleraesuis in porcinen Zellen das Bildnis ruhender oder sich nur schlecht vermehrender intrazellulärer Erreger, dies wiederum trägt zur systemischen Verbreitung des Erregers im Wirt bei. Somit war die intrazelluläre Überlebensrate der Salmonellen hingegen wirtsspezifisch und nicht serovarabhängig, dies zeigte sich durch den Vergleich zweier Untersuchungsmethoden (KbE und GFP). Um diesen Wirt-Erreger-Zusammenhang näher zu beleuchten, wurden NF-κB-Aktivierungsversuche durchgeführt. Hierbei konnte nachgewiesen werden, dass die wirtsspezifischen bzw. wirtsadaptierten Serovare gegenüber den nicht-wirtsadaptierten Erregern eine verminderte Luciferaseaktivität aufwiesen (S. Choleraesuis in porcinen Zellen und S. Typhimurium in murinen Zellen). Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass die bakterielle Zellwand im Vergleich zum LPS ein stärkerer NF-κB-induzierender Faktor ist und dass S. Typhimurium die zelleigene Immunantwort des Wirtes minimieren konnte. Diese ermittelten Ergebnisse zeigten, dass Gastroenteritisauslösende Salmonellen wie die nicht-wirtsadaptierte Serovare S. Enteritidis oder S. Typhimurium (Mensch, Schwein) über eine schnellere intrazelluläre Vermehrungsrate und über eine hohe NF-κB-Antwort ihre eigene Eliminierung durch das Wirtsimmunsytem fördern. Die wiederum Septikämie- auslösenden Erreger wie S. Choleraesuis (Schwein) und S. Typhimurium (Maus) führten in den Zellen zu einer geringeren immunologischen Zellantwort und zu einem geringen intrazellulären Wachstum. Dies ermöglicht den Erregern, die Immunabwehrmechanismen des Wirtes zeitweise zu umgehen und fördert eine effektivere Verbreitung der Erreger im Wirtsorganismus. Die Fähigkeit der Erreger, systemisch zu streuen, ist somit auch direkt verknüpft mit deren Fähigkeit, in Makrophagen eines bestimmten Wirtes zu überleben. So gesehen sind mononukleäre Phagozyten eines Wirtes eine essentielle Barriere und Bestandteil der Wirtspezifität der Salmonella-Serovare. Da der Wirt einen essentiellen Einfluss auf den Ausgang einer Infektion besitzt, wurden im zweiten Teil dieser Arbeit die porcinen NOD-Proteine der angeborenen Immunantwort untersucht, um damit eine Grundlage für weitere wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Salmonellenwirtsspezifität zu schaffen. Die erhobenen Daten zeigten, dass porcines NOD höhere Homologien mit dem humanen NOD als humanes NOD mit dem murinen NOD besitzen. Darüber hinaus zeigte die LRR-Domäne Unterschiede zwischen der porcinen NOD1-Sequenz und der humanen NOD1-Sequenz, dies lässt eine Wirtsspezifität auf der Ebene der PGN-Detektion vermuten. Darüber hinaus zeigte die LRR-Domäne von NOD zwischen zweier Schweinerassen SNPs auf, was auf eine verstärkte Variabilität der PRR in der Schweinepopulation hinweist. Diese Sequenzunterschiede könnten ein bedeutender Faktor sein, bei der Resistenzentwicklung oder der Empfindlichkeit bestimmter Rassen auf Krankheiten. Weiterführende Arbeiten zum Zusammenspiel der NOD- Proteine wird Erkenntnisse nicht nur hinsichtlich der bakteriellen Wirtszellantwort geben, sondern auch Möglichkeiten des pharmakologischen Modulierens bieten.