@phdthesis{Kuespert2007,
  author    = {K{\"u}spert, Katharina},
  title     = {Interaktion pathogener Neisserien mit zellul{\"a}ren Rezeptoren: Molekulare Untersuchungen zu neisseriellen Adh{\"a}sinen und ihrer Wechselwirkung mit humanen CEACAMs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25946},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae sind humanpathogene Vertreter der Gattung Neisseria. Diese Erreger verf{\"u}gen {\"u}ber eine Reihe von Virulenzfaktoren, um erfolgreich den menschlichen K{\"o}rper zu besiedeln. Dabei spielen die neisseriellen OpaCEA-Proteine eine wichtige Rolle. Diese Adh{\"a}sine binden an bestimmte Rezeptoren der humanen CEACAM-Familie, die auf unterschiedlichen Zelltypen im menschlichen K{\"o}rper exprimiert werden. Die Interaktion der OpaCEA-Proteine mit der stark konservierten aminoterminalen Dom{\"a}ne von bestimmten CEACAMs f{\"u}hrt zu einer Aufnahme der Bakterien in die Zellen. Dort k{\"o}nnen sie, vor der humoralen Immunantwort gesch{\"u}tzt, persistieren oder sich durch Transzytose in tiefer gelegene Gewebe weiter ausbreiten und letztendlich eine disseminierte Krankheit ausl{\"o}sen. Da CEACAMs eine entscheidende Rolle bei der Infektion mit pathogenen Neisserien spielen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Interaktion dieser zellul{\"a}ren Rezeptoren mit pathogenen Neisserien und die daraus resultierenden molekularen Ereignisse auf bakterieller bzw. zellul{\"a}rer Seite n{\"a}her untersucht. Zun{\"a}chst wurde eine neuartige Methode entwickelt, die im Gegensatz zu herk{\"o}mmlichen Strategien eine schnelle und quantitative Erfassung von Neisserien-CEACAM-Interaktionen erm{\"o}glicht. Bei dieser Methode wurden GFP-fusionierte, l{\"o}sliche aminoterminale CEACAM-Dom{\"a}nen eingesetzt, die spezifisch an OpaCEA-exprimierende Bakterien binden. Einzelne Bakterien einer Population, die mit den fluoreszierenden Rezeptordom{\"a}nen assoziierten, konnten aufgrund ihrer erh{\"o}hten Fluoreszenz im Durchflußzytometer sehr schnell und quantitativ bestimmt werden. Diese Rezeptordom{\"a}nen wurden außerdem als molekulares Werkzeug zur Erstellung eines OpaCEA-induzierten Transkriptionsprofils von Opa-positiven Meningokokken verwendet. Transkriptomanalysen mittels Mikroarrays zeigten, dass die Interaktion OpaCEA-exprimierender Meningokokken mit der l{\"o}slichen, aminoterminalen Dom{\"a}ne von CEACAM1 eine Herrunterregulation von 56 Genen sowie eine Hochregulation von sieben Genen in Neisseria meningitidis MC58 zur Folge hatte. Dabei konnte ein hochreguliertes Gen identifiziert werden, dessen Genprodukt aufgrund seiner Homologie zu einem bakteriellen \&\#61537;-H{\"a}molysin m{\"o}glicherweise virulenz-assoziiert ist. Die Erstellung dieses Transkriptionsprofils beruhte auf der Interaktion zwischen der aminoterminalen Dom{\"a}ne von CEACAM1 und seinen bis heute einzig bekannten neisseriellen Liganden, den OpaCEA-Proteinen. Bemerkenswerterweise konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Opa-negativer Meningokokkenstamm isoliert werden, der ebenfalls an CEACAM1 bindet und von CEACAM1-exprimierenden Zellen internalisiert wird. Da dieser Meningokokkenstamm keine Opa-Proteine exprimierte, muß er {\"u}ber ein weiteres Adh{\"a}sin verf{\"u}gen, das mit CEACAM1 assoziiert. Interessanterweise konnte gezeigt werden, dass f{\"u}r die CEACAM1-vermittelte Aufnahme dieser Opa-negativen Meningokokken mehrere extrazellul{\"a}re Dom{\"a}nen des Rezeptors notwendig sind. Im Gegensatz zur Aufnahme OpaCEA-exprimierender Bakterien war die aminoterminale Dom{\"a}ne essentiell, aber nicht ausreichend f{\"u}r diesen phagozytischen Vorgang, der unabh{\"a}ngig vom Aktinzytoskelett erfolgte. Auch bei Bindungsstudien mit l{\"o}slichen CEACAM1 Konstrukten gab es Differenzen zwischen den opaquen und nicht-opaquen Bakterienst{\"a}mmen. So zeigte sich, dass im Gegensatz zu OpaCEA-exprimierenden Meningokokken, die mit monomeren Formen des l{\"o}slichen Rezeptors assoziieren konnten, Opa-negativen Meningokokken nur mit multimerisierten Formen des Rezeptors interagierten. CEACAM1 stellt den einzigen Rezeptor aus der CEACAM-Familie dar, mit dem Opa-negative Meningokokken interagieren k{\"o}nnen. Demgegen{\"u}ber assoziieren OpaCEA-exprimierende Neisserien mit mehreren Mitgliedern der CEACAM-Familie, unter anderem mit CEACAM3. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die c-Jun N-terminale Kinase an Signaltransduktionswegen, die durch Interaktion von OpaCEA-exprimierenden Neisserien mit CEACAM3 ausgel{\"o}st wurden, beteiligt ist. Erstaunlicherweise konnte durch Inhibition der c-Jun N-terminalen Kinase CEACAM3-vermittelte Aufnahme der opaquen Bakterien in die Zelle reduziert werden. Da die Aktivierung der c-Jun N-terminalen Kinase unabh{\"a}ngig von der Phosphorylierung der ITAM-{\"a}hnlichen Sequenz erfolgte, scheint dieses Molek{\"u}l an einem neuartigen Signalweg beteiligt zu sein, der komplement{\"a}r zu bereits bekannten CEACAM3-vermittelten Signalprozessen abl{\"a}uft. Die in der vorliegenden Arbeit zusammengefassten Befunde liefern neue Einblicke in die Wechselwirkung zwischen pathogenen Neisserien und ihren Wirtszellen und k{\"o}nnen als Ausgangspunkt f{\"u}r interessante weiterf{\"u}hrende Analysen dienen.},
  subject      = {Neisseria gonorrhoeae},
  language  = {de}
}