@phdthesis{Agerer2005,
  author    = {Agerer, Franziska},
  title     = {Integrin-vermittelte Invasion von Staphylococcus aureus in S{\"a}ugerzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14557},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der Gram-positive Erreger Staphylococcus aureus ist ein Bestandteil der normalen Haut und Schleimhautflora des Menschen, kann aber auch ein weites Spektrum von Krankheitsbildern hervorrufen. Ein besonderes Charakteristikum dieses Pathogens besteht in der Expression von Oberfl{\"a}chenstrukturen, welche eine hohe Affinit{\"a}t f{\"u}r Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix (ECM) von eukaryontischen Organismen aufweisen und die kollektiv als MSCRAMM (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules) bezeichnet werden. Das auf der Bakterienoberfl{\"a}che gebundene Fn kann in der Folge als eine Art molekulare Br{\"u}cke zwischen FnBP exprimierenden S. aureus und dem Fn-Rezeptor auf der Wirtszellseite, dem Integrin 51, dienen. Neben der Anheftung an das Wirtsgewebe kann die indirekte Assoziation mit Integrin 51 die Aufnahme der Bakterien durch die eukaryontische Zelle ausl{\"o}sen. Wie die bakterielle Adh{\"a}sion an Integrin 51 und die Aggregation der Integrine durch die mit Fn-beschichteten Bakterien in ein Signal zur Aufnahme der Pathogene durch die Zelle umgesetzt wird, ist nicht vollst{\"a}ndig gekl{\"a}rt und sollte im Rahmen dieser Arbeit untersucht werden. Zu diesem Zweck wurde ein neues und effektives Protokoll zur fluoreszenzmikroskopischen Differenzierung von extra- und intrazellul{\"a}ren Bakterien entwickelt. Diese Methode besitzt den Vorteil, von Bakterien-spezifischen Antik{\"o}rpern unabh{\"a}ngig zu sein. Dadurch bietet sich die M{\"o}glichkeit, Bakterien, gegen die es noch keine spezifischen Antiseren gibt, dennoch auf ihre zellul{\"a}re Lokalisation und Invasivit{\"a}t mittels mikrobiologischer Methoden untersuchen zu k{\"o}nnen. Im Hinblick auf die n{\"a}here Untersuchung der Signaltransduktion bei der Invasion von S. aureus war die kritische Rolle von Tyrosinkinasen f{\"u}r die Integrin-vermittelte Invasion ein erster wichtiger Hinweis. Diese Befunde f{\"u}hrten zu weiteren spezifischeren Untersuchungen, wobei eine wichtige Rolle f{\"u}r Kinasen der Src Familie gezeigt werden konnte. Ein weiterer Hinweis auf die Bedeutung der Src-Kinasen f{\"u}r die Internalisierung von S. aureus war ein dramatischer R{\"u}ckgang der Aufnahmerate in Src/Yes/Fyn-defizienten Maus-Fibroblasten, verglichen mit Src-rekonstituierten Zellen. Auf biochemischer Ebene konnte eine deutliche Aktivierung der Src-Kinase nach einer Infektion mit S. aureus, nicht aber nach Infektion mit dem nicht-pathogenen S. carnosus festgestellt werden. Integrin-reiche fokale Kontakte (FK) sind angereichert mit Proteinen wie Talin, Vinculin, Paxillin, Tensin, -Actinin oder Zyxin sowie Signalenzymen wie der Fokalen Adh{\"a}sions Kinase (FAK) oder Kinasen der Src Familie. Die Protein Tyrosin Kinase (PTK) FAK ist nach Integrinstimulierung eines der Schl{\"u}sselenzyme in FK. Dies war der Anlass nach der Bedeutung von FAK f{\"u}r die Integrin-vermittelte Internalisierung von S. aureus zu fragen. Ebenfalls ein wichtiger Hinweis waren die starken Rekrutierungen von Markerproteinen von fokalen Komplexen zum Ort von zellgebunden S. aureus nicht aber von S. carnosus. Daraufhin wurde mittels dominant-negativer FAK-Mutanten und FAKdefizienter Mausfibroblasten der Einfluss von FAK f{\"u}r die Internalisierung von S. aureus untersucht. Bei beiden Versuchsans{\"a}tzen konnte ein starker R{\"u}ckgang der Aufnahme beobachtet werden. Zusammengefasst best{\"a}tigten diese Ergebnisse die essentielle Rolle von FAK f{\"u}r die Integrin vermittelte Aufnahme der pathogenen S. aureus. Bei der Reorganisation des Aktin-Zytoskeletts spielen eine Reihe von Proteinen eine wichtige Rolle, darunter auch Cortactin. Cortactin ist ein bekanntes Substrat der Src-Kinasen und es lag nahe, nach einer funktionellen Verbindung von Src, FAK und Cortactin zu suchen. Dominant-negative Cortactin-Mutanten, die keine Assoziation mit dem Arp2/3 Komplex oder mit Dynamin aufweisen, oder welche die von Src-vermittelte Phosphorylierung am C-Terminus verhindern, blockierten die Aufnahme von S. aureus. Mikroskopisch konnte eine starke Rekrutierung von Cortactin zu zellgebundenen S. aureus beobachtet werden, jedoch wurde die Rekrutierung nicht von FAK beeinflusst. Die Phosphorylierung von Cortactin aufgrund S. aureus-Infektion war allerdings FAK- und Src-abh{\"a}ngig. Diese Ergebnisse legen nahe, dass ine bisher unbeschriebene FAK/Src Cortactin Signalachse f{\"u}r die Regulation der Integrin-Internalisierung verantwortlich ist. Die detaillierten Untersuchungen der rezeptorvermittelten Aufnahme und der dabei induzierten Signaltransduktion in Wirtszellen gaben neue Erkenntnisse {\"u}ber die Pathogenit{\"a}tsstrategien von S. aureus. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glichen diese Arbeiten neue Einblicke in die molekularen Vorg{\"a}nge, welche die Internalisierung von Integrinen steuern.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {de}
}