@article{FrankMarcudeOliveiraAlmeidaPetersenetal.2015,
  author    = {Frank, Benjamin and Marcu, Ana and de Oliveira Almeida Petersen, Antonio Luis and Weber, Heike and Stigloher, Christian and Mottram, Jeremy C. and Scholz, Claus J{\"u}rgen and Schurigt, Uta},
  title     = {Autophagic digestion of Leishmania major by host macrophages is associated with differential expression of BNIP3, CTSE, and the miRNAs miR-101c, miR-129, and miR-210},
  series = {Parasites \& Vectors},
  volume    = {8},
  journal   = {Parasites \& Vectors},
  number    = {404},
  doi       = {10.1186/s13071-015-0974-3},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124997},
  year      = {2015},
  abstract  = {Background Autophagy participates in innate immunity by eliminating intracellular pathogens. Consequently, numerous microorganisms have developed strategies to impair the autophagic machinery in phagocytes. In the current study, interactions between Leishmania major (L. m.) and the autophagic machinery of bone marrow-derived macrophages (BMDM) were analyzed. Methods BMDM were generated from BALB/c mice, and the cells were infected with L. m. promastigotes. Transmission electron microscopy (TEM) and electron tomography were used to investigate the ultrastructure of BMDM and the intracellular parasites. Affymetrix® chip analyses were conducted to identify autophagy-related messenger RNAs (mRNAs) and microRNAs (miRNAs). The protein expression levels of autophagy related 5 (ATG5), BCL2/adenovirus E1B 19 kDa protein-interacting protein 3 (BNIP3), cathepsin E (CTSE), mechanistic target of rapamycin (MTOR), microtubule-associated proteins 1A/1B light chain 3B (LC3B), and ubiquitin (UB) were investigated through western blot analyses. BMDM were transfected with specific small interfering RNAs (siRNAs) against autophagy-related genes and with mimics or inhibitors of autophagy-associated miRNAs. The infection rates of BMDM were determined by light microscopy after a parasite-specific staining. Results The experiments demonstrated autophagy induction in BMDM after in vitro infection with L. m.. The results suggested a putative MTOR phosphorylation-dependent counteracting mechanism in the early infection phase and indicated that intracellular amastigotes were cleared by autophagy in BMDM in the late infection phase. Transcriptomic analyses and specific downregulation of protein expression with siRNAs suggested there is an association between the infection-specific over expression of BNIP3, as well as CTSE, and the autophagic activity of BMDM. Transfection with mimics of mmu-miR-101c and mmu-miR-129-5p, as well as with an inhibitor of mmu-miR-210-5p, demonstrated direct effects of the respective miRNAs on parasite clearance in L. m.-infected BMDM. Furthermore, Affymetrix® chip analyses revealed a complex autophagy-related RNA network consisting of differentially expressed mRNAs and miRNAs in BMDM, which indicates high glycolytic and inflammatory activity in the host macrophages. Conclusions Autophagy in L. m.-infected host macrophages is a highly regulated cellular process at both the RNA level and the protein level. Autophagy has the potential to clear parasites from the host. The results obtained from experiments with murine host macrophages could be translated in the future to develop innovative and therapeutic antileishmanial strategies for human patients.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Frank2015,
  author    = {Frank, Benjamin},
  title     = {Untersuchungen zur Autophagieinduktion in Leishmania major-infizierten Knochenmarksmakrophagen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137277},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die von der WHO zu den 17 wichtigsten NTDs gez{\"a}hlte Leishmaniose wird durch intrazellul{\"a}re Parasiten der Gattung Leishmania hervorgerufen. Der Lebenszyklus der Parasiten besteht aus zwei Phasen. Die l{\"a}nglichen und beweglichen Promastigoten kennzeichnen die Phase in der Sandm{\"u}cke - der Vektor der Leishmaniose. Hingegen ist die Phase im S{\"a}ugerwirt durch runde unbewegliche Amastigoten charakterisiert. Aufgrund des Mangels an potenten antileishmanialen Therapien wurde in der vorliegenden Arbeit die Interaktion zwischen L. m. Parasiten und der Hauptwirtszelle, der Makrophage, v. a. in Hinblick auf autophage Prozesse in den infizierten Makrophagen n{\"a}her untersucht, um demgem{\"a}ß neue Erkenntnisse zu gewinnen, welche bei der Herstellung zuk{\"u}nftiger anti-leishmanialer Medikamente helfen k{\"o}nnten. Bei der Autophagie handelt es sich um einen katabolen Prozess, wodurch Zellen bei Nahrungsmangel oder zellul{\"a}rem Stress ihre Hom{\"o}ostase erhalten k{\"o}nnen. Durch diesen Prozess k{\"o}nnen {\"u}berfl{\"u}ssige oder besch{\"a}digte Organellen recycelt werden, um die Funktionen der Zelle aufrechtzuerhalten. Daneben {\"u}bernimmt Autophagie auch eine essenzielle Rolle bei der Abwehr von ins Zytosol eindringenden Pathogenen. Mittels des neu etablierten totalen Autophagiescore konnte festgestellt werden, dass Autophagie in L. m.-infizierten BMDM induziert wird. Die intrazellul{\"a}ren Amastigoten werden durch Autophagie in den BMDM verdaut. Die erh{\"o}hte autophage Aktivit{\"a}t konnte zudem durch Western-Blot-Analysen der autophagierelevanten Proteine ATG5, LC3B und UB best{\"a}tigt werden. Die molekulargenetischen Untersuchungen von L. m.-infizier-ten BMDM mithilfe von Affymetrix Microarrays f{\"u}hrten zu einem Netzwerk aus autophagierelevanten und infektionsspezifischen Genen, welches als LISA bezeichnet worden ist. Hier hat sich ebenfalls eine starke Verkn{\"u}pfung von autophagierelevanten Genen und den Genen der Glykolyse, einem zweiten katabolen Prozess, gezeigt. Zudem konnten zwei weitere autophagierelevante und infektionsspezifische Gene außerhalb von LISA identifiziert werden, n{\"a}mlich Bnip3 und Ctse, welche im Anschluss genauer untersucht worden sind. Bei beiden Genen konnte auf Proteinebene gezeigt werden, dass sie in L. m.-infizierten BMDM signifikant erh{\"o}ht sind. Durch siRNA-Analysen konnte {\"u}berdies beobachtet werden, dass beide f{\"u}r die erfolgreiche Elimination der Amastigoten essenziell sind. Somit konnte mit den Proteinen BNIP3 und CTSE zwei potenzielle neue Ansatzpunkte f{\"u}r m{\"o}gliche zuk{\"u}nftige antileishmaniale Therapien gefunden werden. Auch die in LISA enthaltenen Gene stellen prinzipiell vielversprechende Ziele f{\"u}r k{\"u}nftige Medikamente gegen Leishmaniose dar. Durch all diese Untersuchungen kommt man dem Ziel einer neuen, gezielten und nebenwirkungs{\"a}rmeren Behandlung der Leishmaniose einen Schritt n{\"a}her.},
  subject      = {Autophagie},
  language  = {de}
}