@phdthesis{Selle2018,
  author    = {Selle, Martina},
  title     = {Interaktionen zwischen sekretierten Proteinen von Staphylococcus aureus und der Immunantwort des Wirtes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128031},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  pages     = {XVII, 216},
  year      = {2018},
  abstract  = {Staphylococcus aureus ist ein grampositives Bakterium, welches h{\"a}ufig als kommensaler Besiedler auf der Nasen- und Rachenschleimhaut von S{\"a}ugetieren vorkommt. Dar{\"u}ber hinaus besitzt dieser fakultativ pathogene Mikroorganismus die F{\"a}higkeit schwer zu behandelnde Krankenhausinfektionen auszul{\"o}sen. Aufgrund der weiten Verbreitung von Antibiotikaresistenzen und dem Mangel an effektiven Therapien, verursachen S. aureus Infektionen j{\"a}hrlich enorme Kosten f{\"u}r das Gesundheitssystem. S. aureus wird meist von der Nase zum prim{\"a}ren Infektionsort {\"u}bertragen, wodurch zun{\"a}chst sehr h{\"a}ufig Wund- und Weichteilinfektionen hervor gerufen werden. Von diesem prim{\"a}ren Infektionsort ausgehend, kann der Erreger tiefer liegende Gewebsschichten infizieren oder sich {\"u}ber den Blutstrom im gesamten Organismus ausbreiten. Das Spektrum an Krankheitsbildern reicht von leichten Abszessen der Haut bis zu schweren, lebensbedrohlichen Erkrankungen wie Pneumonien und akuter Sepsis. F{\"u}r die erfolgreiche Kolonisierung und Infektion des Wirtes exprimiert S. aureus eine Vielzahl unterschiedlicher Virulenzfaktoren. Die wohl gr{\"o}ßte Gruppe an Virulenzfaktoren umfasst die Proteine, die an der Immunevasion und der Umgehung von verschiedenen Abwehrstrategien des Immunsystems beteiligt sind. Das bisherige Wissen {\"u}ber die Interaktion von S. aureus mit dem Immunsystem des Wirtes und die zugrunde liegenden Pathogenit{\"a}tsmechanismen ist bisher limitiert. Um neue Erkenntnisse {\"u}ber die Interaktion von Wirt und Pathogen zu erlangen, wurden im Rahmen dieser Arbeit bislang unbekannte sekretierte und Oberfl{\"a}chen-assoziierte Proteine von S. aureus funktionell charakterisiert. Die Funktion der ausgew{\"a}hlten Proteine wurde in vitro hinsichtlich Einfluss auf Komponenten des Immunsystems, Adh{\"a}sion an Wirtsfaktoren und Invasion in eukaryotische Zellen untersucht. Mit Hilfe der vorangegangenen in-vitro-Charakterisierung der putativen Virulenzfaktoren, konnte f{\"u}r die cytoplasmatische Adenylosuccinat-Synthase PurA eine neuartige Funktion identifiziert werden. PurA ist bekannt als essentielles Enzym der de novo Purin-Synthese. In dieser Arbeit wurde nun gezeigt, dass PurA zudem an der Immunevasion beteiligt ist. Durch die Bindung des humanen Faktor H des Komplementsystems sch{\"u}tzt PurA S. aureus vor der lytischen Aktivit{\"a}t des Komplementsystems und verhindert die Opsonisierung des Pathogens. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde PurA detailliert charakterisiert. In Bindungsstudien mit rekombinantem Faktor H und PurA wurde eine direkte Interaktion beider Proteine nachgewiesen, wobei Faktor H mit dem N-terminalen Bereich von PurA interagiert. Weiterhin konnte PurA durch Immunfluoreszenz und FACS-Analysen auf der Zelloberfl{\"a}che nachgewiesen werden, wo es wahrscheinlich mit der Zellwand assoziiert vorliegt. Dort rekrutiert es Faktor H an die bakterielle Oberfl{\"a}che und verhindert das Fortschreiten der Komplement-Kaskade und damit die Lyse des Pathogens. Aufgrund der Multifunktionalit{\"a}t z{\"a}hlt PurA somit zur Gruppe der Moonlighting Proteine. Des Weiteren wurde die Rolle von PurA im Infektionsgeschehen in zwei unabh{\"a}ngigen Tiermodellen untersucht. In beiden Modellen wurde ein signifikant reduziertes Virulenzpotential der ΔpurA-Mutante beobachtet. Zuk{\"u}nftig soll gekl{\"a}rt werden, ob die verminderte Virulenz in der fehlenden Komplementevasion oder im Defekt in der Purin-Synthese begr{\"u}ndet ist. Aufgrund der sehr starken Attenuation in allen untersuchten Infektionsmodellen sollte PurA als potentielles Target f{\"u}r eine Therapie von S. aureus Infektionen weiter charakterisiert werden. Im Ergebnis dieser Arbeit wurde demnach mit PurA ein neues Moonlighting Protein identifiziert, das als Inhibitor des Komplementsystems wesentlich zur Immunevasion von S. aureus beitr{\"a}gt. F{\"u}r das bessere Verst{\"a}ndnis der humoralen S. aureus-spezifischen Immunantwort, Unterschieden in der Antik{\"o}rperantwort und der gebildeten Antik{\"o}rperspezifit{\"a}ten wurde weiterhin das w{\"a}hrend der Kolonisierung und Infektion gebildete S. aureus-spezifische Antik{\"o}rperprofil untersucht. Dazu wurden Plasmen von humanen nasalen Tr{\"a}gern und Nicht-Tr{\"a}gern sowie murine Seren von infizierten Tieren untersucht. Insbesondere wurde das Pathogen-spezifische Antik{\"o}rperprofil in unterschiedlichen Infektionsmodellen mit Hilfe eines Proteinarrays analysiert, der im Rahmen dieser Arbeit in einer Kooperation mit der Firma Alere Technologies (Jena, Deutschland) und universit{\"a}ren Forschergruppen der Universit{\"a}ten Greifswald, M{\"u}nster und Jena mitentwickelt wurde. Die Antik{\"o}rperprofile von intramuskul{\"a}r und intraven{\"o}s infizierten Tieren resultierten in jeweils spezifischen Antik{\"o}rperprofilen. Diese Ergebnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen der Art der Infektion und der gebildeten Antik{\"o}rperspezifit{\"a}ten hin. Wahrscheinlich beruht dies auf einer gewebespezifischen Genexpression als Anpassung an die individuellen Bed{\"u}rfnisse im Wirtsorganismus. Das ausgebildete Antik{\"o}rperprofil gibt somit einen Einblick in das Expressionsmuster von Virulenzfaktoren von S. aureus unter in vivo Bedingungen und tr{\"a}gt damit zum Verst{\"a}ndnis der komplexen Interaktion von Pathogen und Wirt bei. Diese Untersuchungen erg{\"a}nzen zudem die bisherigen Kenntnisse {\"u}ber die Anpassung der humoralen Immunantwort an eine asymptomatische Kolonisierung im Gegensatz zu einer akuten Infektion durch S. aureus. Dar{\"u}ber hinaus k{\"o}nnen die gewonnenen Ergebnisse f{\"u}r diagnostische Zwecke und zur Identifikation von neuen Zielstrukturen f{\"u}r eine Vakzin-Entwicklung genutzt werden.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {de}
}