@phdthesis{Foerster2012,
  author    = {F{\"o}rster, Sabine},
  title     = {Nuclear Hormone Receptors and Fibroblast Growth Factor Receptor Signaling in Echinococcus multilocularis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85832},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Parasitic helminths share a large degree of common genetic heritage with their various hosts. This includes cell-cell-communication mechanisms mediated by small peptide cytokines and lipophilic/steroid hormones. These cytokines are candidate molecules for host-parasite cross-communication in helminth diseases. In this work the function of two evolutionary conserved signaling pathways in the model cestode Echinococcus multilocularis has been studied. First, signaling mechanisms mediated through fibroblast growth factors (FGF) and their cognate receptors (FGFR) which influence a multitude of biological functions, like homeostasis and differentiation, were studied. I herein investigated the role of EmFR which is the only FGFR homolog in E. multilocularis. Functional analyses using the Xenopus oocyte expression system clearly indicate that EmFR can sense both acidic and basic FGF of human origin, resulting in an activation of the EmFR tyrosine kinase domain. In vitro experiments demonstrate that mammalian FGF significantly stimulates proliferation and development of E. multilocularis metacestode vesicles and primary cells. Furthermore, DNA synthesis and the parasite's Erk-like MAPK cascade module was stimulated in the presence of exogenously added mammalian FGF. By using the FGFR inhibitor BIBF1120 the activity of EmFR in the Xenopus oocyte system was effectively blocked. Addition of BIBF1120 to in vitro cultivated Echinococcus larval material led to detrimental effects concerning the generation of metacestode vesicles from parasite stem cells, the proliferation and survival of metacestode vesicles, and the dedifferentiation of protoscoleces towards the metacestode. In conclusion, these data demonstrate the presence of a functional EmFR-mediated signaling pathway in E. multilocularis that is able to interact with host-derived cytokines and that plays an important role in larval parasite development. Secondly, the role of nuclear hormone receptor (NHR) signaling was addressed. Lipophilic and steroid hormone signaling contributes to the regulation of metazoan development. By means of in silico analyses I demonstrate that E. multilocularis expresses a set of 17 NHRs that broadly overlaps with that of the related flatworms Schistosoma mansoni and S. japonicum, but also contains several NHR encoding genes that are unique to this parasite. One of these, EmNHR1, is homolog to the DAF-12/HR-96 subfamily of NHRs which regulate cholesterol homeostasis in metazoans. Modified yeast-two hybrid analyses revealed that host serum contains a ligand which induces homodimerization of the EmNHR1 ligand-binding domain. Also, a HNF4-like homolog, EmHNF4, was characterized. Human HNF4 plays an important role in liver development. RT-PCR experiments showed that both isoforms of the EmHNF4 encoding gene are expressed stage-dependently suggesting distinct functions of the two isoforms in the parasite. Moreover, specific regulatory mechanisms on the convergence of NHR signaling and TGF-β/BMP signaling pathways in E. multilocularis have been identified. On the one hand, EmNHR1 directly interacted with the EmSmadC and on the other hand EmHNF4b interacted with EmSmadD, EmSmadE which are all downstream signaling components of the TGF-β/BMP signaling pathway. This suggests cross-communication in order to regulate target gene expression. With these results, further studies on the role of NHR signaling in the cestode will be facilitated. Also, the first serum-free in vitro cultivation system for E. multilocularis was established using PanserinTM401 as medium. Serum-free co-cultivation with RH-feeder cells and an axenic cultivation method have been established. With the help of this serum-free cultivation system investigations on the role of specific peptide hormones, like FGFs, or lipophilic/steroid hormones, like cholesterol, for the development of helminths will be much easier.},
  subject      = {Signaltransduktion},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mueller2009,
  author    = {M{\"u}ller, Sophia},
  title     = {Molekulare Untersuchungen zur Rolle von Homeobox-Genen bei der Entwicklung von Echinococcus multilocularis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35616},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die alveol{\"a}re Echinokokkose ist eine, vorrangig in der n{\"o}rdlichen Hemisph{\"a}re verbreitete, parasit{\"a}re Erkrankung. Verursacht wird sie beim Menschen durch das Larvenstadium des Fuchsbandwurms. Homeoboxgene sind hochkonservierte Gene, die die Morphogenese von Lebewesen steuern. Die Anzahl und die Bedeutung von Homeoboxgenen in der Entwicklung von E.multilocularis waren bislang unbekannt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten mit Hilfe von Sequenzanalysen im Genom des Fuchsbandwurms erstmals Homeoboxgene identifiziert und deren Expressionsmuster mittels PCR in verschiedenen Larvenstadien charakterisiert werden. Von insgesamt 23 gefundenen Homeoboxgenen wurden 15 Gene auf ihre larvenstadienspezifische Expression untersucht. Neun der untersuchten Gene zeigten in dem gew{\"a}hlten Versuchsaufbau eine Expression in den untersuchten Larvenstadien, f{\"u}nf davon zeigten eine verst{\"a}rkte Expression in den sp{\"a}ten Larvenstadien. F{\"u}r acht dieser neun Gene ließen sich dar{\"u}ber hinaus Hinweise auf eine Prozessierung ihrer mRNA {\"u}ber den Mechanismus des Trans-Spleißens finden. Vorangehende Versuche der Arbeitsgruppe von Prof. Brehm hatten einen Zusammenhang zwischen einer Stimulation fr{\"u}her Entwicklungsstadien der Parasitenlarven mit dem Zytokin BMP-2 und dessen rascherer Entwicklung in sp{\"a}tere Entwicklungsstadien nahegelegt. Die Auswirkung einer Behandlung fr{\"u}her Entwicklungsstadien mit dem Zytokin BMP-2 auf die jeweilige Genexpression wurde daher f{\"u}r die ausgew{\"a}hlten 15 Gene {\"u}berpr{\"u}ft. F{\"u}nf Gene zeigten unter dessen Einfluss eine verst{\"a}rkte Expression. Zwei darunter waren solche, die eine st{\"a}rkere Expression in sp{\"a}ten Larvenstadien aufwiesen. Diese zwei Gene stellen nun Kandidaten dar, die an der Entwicklung von E.multilocularis maßgeblich beteiligt sein k{\"o}nnten. Durch die Untersuchungen dieser Arbeit ergaben sich wichtige Hinweise auf die Entwicklung und die Regulationsmechanismen der Genexpression von E. multilocularis. Sie bilden eine Grundlage, die Rolle der Homeoboxgene f{\"u}r den Fuchsbandwurm n{\"a}her zu beschreiben und die hormonelle Kreuzregulation zwischen Parasit und Wirt weiter zu studieren.},
  subject      = {Fuchsbandwurm},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stoll2021,
  author    = {Stoll, Kristin},
  title     = {Molekulare Charakterisierung von Mitogen-activated Protein Kinase (MAPK)- Komponenten aus \(Echinococcus\) \(multilocularis\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-24318},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-243180},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die alveol{\"a}re Echinokokkose (AE), verursacht durch das Metacestoden- Larvenstadium des Fuchsbandwurms Echinococcus multilocularis (E. multilocularis), ist eine lebensbedrohliche Zoonose der n{\"o}rdlichen Hemisph{\"a}re mit eingeschr{\"a}nkten therapeutischen M{\"o}glichkeiten. Bei der Suche nach neuen Therapeutika haben Mitogen-activated Proteinkinase (MAPK) -Kaskaden als pharmakologische Zielstrukturen aufgrund ihrer essentiellen Rolle bei der Zellproliferation und -differenzierung ein großes Potenzial. In der vorliegenden Arbeit wurden durch BLAST- und reziproke BLAST-Analysen elf potenzielle MAPK Kinase Kinasen (MAP3K), f{\"u}nf potenzielle MAPK Kinasen (MAP2K) und sechs potenzielle MAPK im E. multilocularis-Genom identifiziert, die teils hoch konserviert sind und in nahezu allen Entwicklungsstadien des Parasiten exprimiert werden. Diese Erkenntnisse lassen auf ein komplexes MAPK-Signaltransduktions- system in E. multilocularis mit großer Bedeutung f{\"u}r den Parasiten schließen. Transkriptomdatenanalysen und Whole Mount in Situ Hybridisierung (WMISH) zeigten, dass emmkkk1 (EmuJ_000389600) als einzige MAP3K neben der Expression in postmitotischen Zellen in besonderem Maße in proliferativen Stammzellen des Parasiten exprimiert wird und somit eine wichtige Rolle bei der Differenzierung von Stammzellen spielen k{\"o}nnte. In Yeast-Two-Hybrid (Y2H) -Wechselwirkungsassays wurden Interaktionen von mehreren upstream- (EmGRB2) und downstream- wirkenden Signalkaskadekomponenten des JNK (EmMKK3, EmMPK3) und ERK (EmMKK3, EmMPK4) -Signalwegs gefunden. Daraus l{\"a}sst sich schließen, dass EmMKKK1, analog zu seinem humanen Homolog HsM3K1, eine zentrale Rolle bei der Echinococcus-Wachstumsregulation durch Rezeptortyrosinkinasen und vielf{\"a}ltige weitere Funktionen im Parasiten besitzt. Anhand von Erkenntnissen an Platyhelminthes kann daher von einem großen Potenzial dieser neu charakterisierten Signalwege als chemotherapeutische Angriffspunkte ausgegangen werden, wenngleich erste RNA-Interferenz (RNAi)- und Inhibitorstudien an emmkkk1, emmpk1 und emmpk4 keine durchschlagenden Effekte auf das {\"U}berleben von Prim{\"a}rzellkulturen und die Bildung von Metacestodenvesikeln zeigten. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Arbeit mit EmMKKK1 und neuen ERK- und JNK-Signalwegen zentrale Komponenten der komplexen MAPK-Signalkaskaden in E. multilocularis identifiziert werden, die h{\"o}chstwahrscheinlich einen großen Beitrag zur enormen Regenerationsf{\"a}higkeit der Echinococcus-Stammzellen leisten und vom Wirt abgeleitete Signale wie Insulin, Epidermaler Wachstumsfaktor (EGF) und Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) {\"u}ber EmGRB2 in Proliferationsnetzwerke des Parasiten integrieren. Arzneimittel-Screening-Assays, die auf diese Signalwege abzielen, k{\"o}nnten daher zu alternativen Arzneimitteln f{\"u}hren, die alleine oder in Kombination mit einer bestehenden Chemotherapie (Benzimidazol) die Prognose von f{\"u}r AE-Patienten verbessern k{\"o}nnten.},
  subject      = {Fuchsbandwurm},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Epping2011,
  author    = {Epping, Kerstin},
  title     = {Molekulare Analyse der hormonellen Wirt-Parasit Kreuzinteraktion {\"u}ber TGF-β Zytokine bei der Alveol{\"a}ren Echinokokkose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65392},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Echinococcus multilocularis besitzt als Lebergewebe - infiltrierender Parasit und Erreger der Alveol{\"a}ren Echinokokkose evolution{\"a}r konservierte Faktoren des TGF-β / BMP Signalsystems, die im Konzept der hormonellen Wirt - Parasit Kreuzkommunikation nicht nur hinsichtlich des Wirts - Einflusses auf die Entwicklung des Parasiten sondern auch umgekehrt in Bezug auf Immunantwort und Physiologie des Wirts eine m{\"o}gliche regulierende Funktion besitzen. Die vorliegende Arbeit befasst sich prim{\"a}r mit den Auswirkungen von TGF-β / BMP Signaling auf den Fuchsbandwurm E. multilocularis. Dazu wurde zun{\"a}chst durch Immunlokalisation das Vorliegen aller Echinokokken TGF-β / BMP Rezeptoren w{\"a}hrend einer nat{\"u}rlich aufgetretenen Alveol{\"a}ren Echinokokkose {\"u}berpr{\"u}ft, sowie die funktionelle Interaktion von EmRSK3 und EmRSK4 mit humanem TGF-β1 in vitro nachgewiesen. Mit Hilfe von humanen Zytokinen (BMP2 und TGF β1) und Rezeptor - spezifischen Inhibitoren (SB431542, Dorsomorphin und LY364947) wurde die Rolle von TGF β / BMP Signaling in Bezug auf Vitalit{\"a}t, Wachstum, Differenzierung und Regeneration von E. multilocularis in verschiedenen Stadien untersucht. Zus{\"a}tzlich wurde der Einfluss von humanem BMP2 und von SB431542 auf die Genexpression in E. multilocularis analysiert. Die M{\"o}glichkeit einer intra - Spezies Kommunikation durch Echinokokken Faktoren des TGF-β / BMP Signaling wurde ebenfalls adressiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass Echinokokken TGF-β / BMP Rezeptoren in vitro durch sekretierte Faktoren aus Metazestoden aktiviert werden k{\"o}nnen. Auf Basis von Genomsequenzierungsdaten wurden zudem weitere Komponenten des TGF-β / BMP Signaling in E. multilocularis, wie die bisher unbekannten TGF β / BMP Homologe EmBMP2 und EmAct, die Noggin-like Homologe EmNlg1 und 2, ein I-Smad (EmSmadF) sowie ein zweiter BR-Smad (EmSmadE) identifiziert, strukturell charakterisiert und die jeweilige Genexpression in verschiedenen Stadien {\"u}berpr{\"u}ft. EmSmadE wurde zudem in weiterf{\"u}hrenden Studien funktionell charakterisiert. Fragestellungen bez{\"u}glich der Spezifit{\"a}t, Funktionalit{\"a}t und M{\"o}glichkeit der konstitutiven Aktivierung von TGF-β / BMP Signaling in E. multilocularis wurden auf Basis von EmSmadA, EmRSK3 und EmRSK3b in weiteren molekularbiologischen Studien untersucht und dienen dem tieferen Verst{\"a}ndnis von TGF-β / BMP Signaling. In der vorliegenden Arbeit konnten damit alle grundlegenden Faktoren von TGF-β / BMP Signaling in E. multilocularis identifiziert werden und es wurden erstmals die eindeutige Sensierung von Wirts TGF-β / BMP Zytokinen durch Metazestoden sowie die M{\"o}glichkeit einer intra - Spezies Kommunikation {\"u}ber Echinokokken TGF-β / BMP Faktoren belegt. Zus{\"a}tzlich deuten die neu identifizierten potenziell sekretierten TGF-β / BMP Faktoren auf eine m{\"o}gliche Beeinflussung von Physiologie und Immunantwort des Wirts durch Echinokokken TGF-β / BMP Zytokine hin.},
  subject      = {Alveol{\"a}re Echinokokkose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Koziol2014,
  author    = {Koziol, Uriel},
  title     = {Molecular and developmental characterization of the Echinococcus multilocularis stem cell system},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105040},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {The metacestode larva of Echinococcus multilocularis is the causative agent of alveolar echinococcosis (AE), one of the most dangerous zoonotic diseases in the Northern Hemisphere. Unlike "typical" metacestode larvae from other tapeworms, it grows as a mass of interconnected vesicles which infiltrates the liver of the intermediate host, continuously forming new vesicles in the periphery. From these vesicles, protoscoleces (the infective form for the definitive host) are generated by asexual budding. It is thought that in E. multilocularis, as in other flatworms, undifferentiated stem cells (so-called germinative cells in cestodes and neoblasts in free-living flatworms) are the sole source of new cells for growth and development. Therefore, this cell population should be of central importance for the progression of AE. In this work, I characterized the germinative cells of E. multilocularis, and demonstrate that they are indeed the only proliferating cells in metacestode vesicles. The germinative cells are a population of undifferentiated cells with similar morphology, and express high levels of transcripts of a novel non-autonomous retrotransposon family (ta-TRIMs). Experiments of recovery after hydroxyurea treatment suggest that individual germinative cells have extensive self-renewal capabilities. However, germinative cells also display heterogeneity at the molecular level, since only some of them express conserved homologs of fgfr, nanos and argonaute genes, suggesting the existence of several distinct sub-populations. Unlike free-living flatworms, cestode germinative cells lack chromatoid bodies. Furthermore, piwi and vasa orthologs are absent from the genomes of cestodes, and there is widespread expression of some conserved neoblast markers in E. multilocularis metacestode vesicles. All of these results suggest important differences between the stem cell systems of free-living flatworms and cestodes. Furthermore, I describe molecular markers for differentiated cell types, including the nervous system, which allow for the tracing of germinative cell differentiation. Using these molecular markers, a previously undescribed nerve net was discovered in metacestode vesicles. Because the metacestode vesicles are non-motile, and the nerve net of the vesicle is independent of the nervous system of the protoscolex, we propose that it could serve as a neuroendocrine system. By means of bioinformatic analyses, 22 neuropeptide genes were discovered in the E. multilocularis genome. Many of these genes are expressed in metacestode vesicles, as well as in primary cell preparations undergoing complete metacestode regeneration. This suggests a possible role for these genes in metacestode development. In line with this hypothesis, one putative neuropeptide (RGFI-amide) was able to stimulate the proliferation of primary cells at a concentration of 10-7 M, and the corresponding gene was upregulated during metacestode regeneration.},
  subject      = {Fuchsbandwurm},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kroner2002,
  author    = {Kroner, Antje},
  title     = {Klonierung und Charakterisierung von Rezeptorkinasen der EGF- und TGF-Beta-Familie des kleinen Fuchsbandwurmes Echinococcus multilocularis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5681},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Rezeptorkinasen spielen eine wichtige Rolle in der Kommunikation von Zellen mit ihrer Umgebung und sind m{\"o}glicherweise an hormonellen Kommunikations- Mechanismen zwischen parasit{\"a}ren Helminthen und ihren S{\"a}ugetier- Wirten beteiligt. In dieser Arbeit wurden erstmals eine Rezeptor- Tyrosinkinase der EGF Familie, eine Serin- Threoninkinase der TGF-\&\#61538; Familie sowie ein intrazellul{\"a}rer Signaltransduktionsfaktor der Smad- Familie aus dem Fuchsbandwurm Echinococcus multilocularis charakterisiert. Mittels degenerativer PCR und 3´/ 5´-RACE Methoden konnten drei E. multilocularis cDNAs identifiziert und vollst{\"a}ndig charakterisiert werden, welche f{\"u}r (i) eine Tyrosinkinase (EmRTK1) der EGF Rezeptor- Familie (5160 bp cDNA, 1564 Aminos{\"a}uren); (ii) eine Serin - Threoninkinase (EmRSK1) der TGF-\&\#61538;\&\#61472;Rezeptor - Familie (1892 bp cDNA, 543 Aminos{\"a}uren); und (iii) einen intrazellul{\"a}ren Signaltransduktor der Smad Familie (1530 bp cDNA, 318Aminos{\"a}uren) kodieren. Anhand von Sequenzvergleichen der abgeleiteten Aminos{\"a}uresequenzen zeigten alle drei Faktoren f{\"u}r die jeweilige Proteinfamilie typische Dom{\"a}nenstrukturen und hohe Homologien zu bereits bekannten Faktoren aus S{\"a}ugern. Der zugeh{\"o}rige chromosomale Locus wurde in allen drei F{\"a}llen vollst{\"a}ndig charakterisiert. Mit Hilfe von RT-PCR Analysen konnte die Expression von emrtk-1, emrsk-1 und emsmadA in den Larvenstadien Metacestode und Protoskolex w{\"a}hrend der Infektion des Zwischenwirtes nachgewiesen werden. Anhand dieser Daten kann vermutet werden, dass die beschriebenen Rezeptoren und EmSmadA eine wichtige Rolle in der Entwicklung des Parasiten spielen und m{\"o}glicherweise an Mechanismen der Wirt- Parasit Interaktion w{\"a}hrend der alveol{\"a}ren Echinokokkose beteiligt sind.},
  language  = {de}
}