@phdthesis{Isberner2015,
  author    = {Isberner, Nora},
  title     = {Auswirkungen von Staphylococcus aureus auf die Endothelpermeabilit{\"a}t in Ea.hy926-Zellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137303},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Staphylococcus aureus (S. aureus) ist einer der h{\"a}ufigsten Erreger schwerer endovaskul{\"a}rer Infektionen, die h{\"a}ufig mit einer Dissemination des Erregers in andere Organe und lebensbedrohlichen Komplikationen wie Endokarditis, Osteomyelitis oder Abszessen assoziiert sind. Entscheidender Schritt in der Pathogenese endovaskul{\"a}rer Infektionen ist die Sch{\"a}digung und {\"U}berwindung der Endothelbarriere. F{\"u}r deren Integrit{\"a}t ist die Intaktheit von Zell-Zell-Verbindungen elementar, diese werden unter anderem durch Src-Kinasen reguliert. Es ist bekannt, dass S. aureus Fibronektin-Bindeproteine (FnBPs) maßgeblich f{\"u}r die Adh{\"a}renz und Invasion des Erregers in Endothelzellen sind. Die Invasion erfolgt {\"u}ber eine indirekte Bindung an α5β1-Integrine, invasive Eigenschaften finden sich in nahezu allen klinischen Isolaten. In verschiedenen Tiermodellen konnte außerdem ein Zusammenhang zwischen der Expression von FnBPs und der Dissemination von S. aureus in andere Organe gezeigt werden. Bislang ist jedoch nicht untersucht, welche Auswirkung die S. aureus-Infektion auf die Endothelbarriere hat und welche Mechanismen f{\"u}r die Translokation des Erregers verantwortlich sind. In dieser Arbeit wurde analysiert, ob die Infektion mit S. aureus- und S. carnosus-St{\"a}mmen in vitro zu einer Sch{\"a}digung der endothelialen Integrit{\"a}t von EA.hy926-Zellen f{\"u}hrt. Hierzu wurden {\"A}nderungen der transendothelialen Impedanz und der Endothelpermeabeabilit{\"a}t nach Infektion im xCELLigence- bzw. Transwell-System erfasst. Zytotoxische Effekte wurden durch Kristallviolettf{\"a}rbungen, immunfluoreszenz-mikroskopische Untersuchungen der Mitochondrien und Nuklei sowie die Erfassung der hypodiploiden Zellkerne mittels Durchflusszytometrie quantifiziert. Zur Entschl{\"u}sselung des molekularen Mechanismus wurden Ver{\"a}nderungen der Adherens und Tight Junction-Proteine ZO-1 und VE-Cadherin in der Immunfluoreszenz untersucht. Die Rolle von Src-Kinasen wurde durch pharmakologische Inhibition analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass FnBP-exprimierende S. aureus-St{\"a}mme eine Abnahme der transendothelialen Impedanz verursachen und dass es 4 und 24 Stunden nach Infektion zu einer signifikanten Zunahme der Endothelpermeabilit{\"a}t kommt. Zytotoxische Effekte auf die Endothelzellen durch die Infektion traten nach 24 Stunden auf, jedoch nicht nach 4 Stunden. VE-Cadherin und ZO-1 zeigten 4 Stunden nach Infektion eine FnBP-abh{\"a}ngige Konformations{\"a}nderung und Reduktion der Signalintensit{\"a}t. Außerdem konnte demonstriert werden, dass die Inhibition von Src-Kinasen den Anstieg der Endothelpermeabilit{\"a}t signifikant reduziert. In dieser Arbeit wurde zum ersten Mal belegt, dass S. aureus FnBPs eine Erh{\"o}hung der Endothelpermeabilit{\"a}t bewirken. W{\"a}hrend hierf{\"u}r zu sp{\"a}ten Zeitpunkten Apoptose verantwortlich ist, muss nach 4 Stunden ein anderer Mechanismus urs{\"a}chlich sein. Da es zu einer Abschw{\"a}chung der ZO-1- und VE-Cadherin-Signalintensit{\"a}t in der Immunfluoreszenz kam, ist anzunehmen, dass Adherens und Tight Junctions durch die Infektion gesch{\"a}digt werden. Es ist bekannt, dass Src-Kinasen durch die Infektion mit S. aureus aktiviert werden. Außerdem sind sie elementar f{\"u}r die Regulation der Endothelpermeabilit{\"a}t und vermitteln diesen Effekt unter anderem {\"u}ber eine Phosphorylierung von Adherens und Tight Junction-Proteinen. Eine Src-vermittelte Phosphorylierung von Zell-Zell-Verbindungsproteinen w{\"a}re daher eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung f{\"u}r die beobachteten Ver{\"a}nderungen von ZO-1 und VE-Cadherin. Dieser Mechanismus k{\"o}nnte Wegbereiter f{\"u}r die parazellul{\"a}re Passage {\"u}ber die Endothelbarriere sein. Dar{\"u}ber hinaus k{\"o}nnte die erh{\"o}hte Endothelpermeabilit{\"a}t den Zugang zur Extrazellul{\"a}rematrix und zum gr{\"o}ßten Pool an Fibronektin und Integrinen erm{\"o}glichen und so die Invasion und Transzytose beg{\"u}nstigen. Die hier gewonnenen Ergebnisse tragen dazu bei, die komplexe Interaktion zwischen S. aureus und dem Endothel und somit wichtige Schritte in der Pathogenese endovaskul{\"a}rer Infektionen besser zu verstehen und neue Zielstrukturen f{\"u}r therapeutische Interventionen zu identifizieren.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {de}
}