@phdthesis{Zdziarski2008,
  author    = {Zdziarski, Jaroslaw Maciej},
  title     = {Bacterial Genome Plasticity and its Role for Adaptation and Evolution of Asymptomatic Bacteriuria (ABU) Escherichia coli Strains},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32879},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Asymptomatic bacteriuria (ABU) represents the long term bacterial colonization of the urinary tract, frequently caused by Escherichia coli (E. coli), without typical symptoms of a urinary tract infection (UTI). To investigate characteristics of ABU E. coli isolates in more detail, the geno- and phenotypes of eleven ABU isolates have been compared. Moreover, consecutive in vivo re-isolates of the model ABU strain 83972 were characterized with regard to transcriptomic, proteomic and genomic alterations upon long term in vivo persistence in the human bladder. Finally, the effect of the human host on bacterial adaptation/evolution was assessed by comparison of in vitro and in vivo-propagated strain 83972. ABU isolates represent a heterologous group of organisms. The comparative analysis of different ABU isolates elucidated the remarkable genetic and phenotypic flexibility of E. coli isolates. These isolates could be allocated to all four major E. coli phylogenetic lineages as well as to different clonal groups. Accordingly, they differed markedly in genome content, i.e., the genome size as well as the presence of typical UPEC virulence-associated genes. Multi locus sequence typing suggested that certain ABU strains evolved from UPEC variants that are able to cause symptomatic UTI by genome reduction. Consequently, the high E. coli genome plasticity does not allow a generalized view on geno- and phenotypes of individual isolates within a clone. Reductive evolution by point mutations, DNA rearrangements and deletions resulted in inactivation of genes coding for several UPEC virulence factors, thus supporting the idea that a reduced bacterial activation of host mucosal inflammation promotes the ABU lifestyle of these E. coli isolates. Gene regulation and genetic diversity are strategies which enable bacteria to live and survive under continuously changing environmental conditions. To study adaptational changes upon long term growth in the bladder, consecutive re-isolates of model ABU strain 83972 derived from a human colonisation study and from an in vitro long term cultivation experiment were analysed with regard to transcriptional changes and genome rearrangements. In this context, it could be demonstrated that E. coli, when exposed to different host backgrounds, is able to adapt its metabolic networks resulting in an individual bacterial colonisation strategy. Transcriptome and proteome analyses demonstrated distinct metabolic strategies of nutrients acquisition and energy production of tested in vivo re-isolates of strain 83972 that enabled them to colonise their host. Utilisation of D-serine, deoxy- and ribonucleosides, pentose and glucuronate interconversions were main up-regulated pathways providing in vivo re-isolates with extra energy for efficient growth in the urinary bladder. Moreover, this study explored bacterial response networks to host defence mechanisms: The class III alcohol dehydrogenase AdhC, already proven to be involved in nitric oxide detoxification in pathogens like Haemophilus influenzae, was shown for the first time to be employed in defending E. coli against the host response during asymptomatic bacteriuria. Consecutive in vivo and in vitro re-isolates of strain 83972 were also analysed regarding their genome structure. Several changes in the genome structure of consecutive re-isolates derived from the human colonisation study implied the importance of bacterial interactions with the host during bacterial microevolution. In contrast, the genome structure of re-isolates from the in vitro long term cultivation experiment, where strain 83972 has been propagated without host contact, was not affected. This suggests that exposure to the immune response promotes genome plasticity thus being a driving force for the development of the ABU lifestyle and evolution within the urinary tract.},
  subject      = {Escherichia coli},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Agarwal2008,
  author    = {Agarwal, Vaibhav},
  title     = {Role of PspC interaction with human polymeric immunoglobulin receptor and Factor H in Streptococcus pneumoniae infections and host cell induced signalling},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36526},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Streptococcus pneumoniae ist ein Gram-positives Bakterium und ein Kommensale des humanen Nasenrachenraums. Pneumokokken sind andererseits auch die Verursacher schwerer lokaler Infektionen wie der Otitis media, Sinusitis und von lebensbedrohenden invasiven Erkrankungen. So sind Pneumokokken die wichtigsten Erreger einer ambulant erworbenen Pneumonie und sie sind h{\"a}ufige Verursacher von Septik{\"a}mien und bakteriellen Meningitiden. Die initiale Phase der Pathogenese ist verbunden mit der Besiedelung der mukosalen Epithelzellen des Rachenraumes. Diese Kolonisierung erleichtert die Aufnahme der Bakterien in die Zelle bzw. deren Dissemination in submukosale Bereiche und den Blutstrom. Die Konversion des Kommensalen zu einem invasiven Mikroorganismus ist assoziiert mit der Anpassung des Krankheitserregers an die verschiedenen Wirtsnischen und wird auf der Wirtsseite durch die Zerst{\"o}rung der transepithelialen Barriere begleitet. Die Anpassung des Erregers ist vermutlich ein in hohem Grade regulierter Prozess. Die Oberfl{\"a}che von Streptococcus pneumoniae ist mit Proteinen bedeckt, die kovalent oder nicht kovalent mit der Zellwand verkn{\"u}pft sind. Eine einzigartige Gruppe von Oberfl{\"a}chenproteinen in der Zellwand der Pneumokokken sind die cholinbindenden Proteine (CBPs). F{\"u}r einige der CBPs konnte bereits die Bedeutung f{\"u}r die Virulenz gezeigt werden. PspC, auch als SpsA oder CbpA bezeichnet, ist ein multifunktionales Oberfl{\"a}chenprotein, das als Adhesin und Faktor H-Bindungsprotein eine wichtige Rolle in der Pathogenese der Pneumokokken hat. PspC vermittelt als Adhesin die Anheftung der Bakterien an die mukosalen Epithelzellen, indem es human-spezifisch an die sekretorische Komponente (SC) des polymeren Immunoglobulinrezeptors (pIgR) bindet. SC ist die Ektodom{\"a}ne des pIgR und PspC kann ebenso die freie SC binden oder an die SC des sekretorischen IgA Molek{\"u}ls binden. PspC interagiert auch mit dem l{\"o}slichen Komplement Faktor H. Die SC und der Faktor erkennen zwei verschiedene Epitope im bakteriellen PspC Protein. Der genaue Mechanismus der jeweiligen Interaktionen unter physiologischen- bzw. wirtspezifischen Bedingungen ist noch nicht vollst{\"a}ndig verstanden. In dieser Arbeit wurde die Auswirkung der PspC Interaktion mit dem humanen pIgR (hpIgR) bzw. dem Faktor H auf die Virulenz der Pneumokokken und die Wirtszellantwort, d.h. die induzierten Signalkaskaden in den eukaryotischen Zellen untersucht. Die molekulare Analyse und die Verwendung von spezifischen pharmakologischen Inhibitoren der Signalmolek{\"u}le zeigten, dass verschiedene Signalmolek{\"u}le an der PspC-pIgR vermittelten Internalisierung beteiligt sind. Die Aktivierung, d.h. die Phosphorylierung der Signalmolek{\"u}le wurde in Immunblots demonstriert. Die Studien zeigten, dass das Aktinzytoskelett und die Mikrotubuli f{\"u}r die bakterielle Aufnahme essentiell sind. Es konnte auch zum ersten Mal nachgewiesen werden, dass Cdc42 die entscheidende GTPase f{\"u}r die Invasion der Pneumokokken in die Wirtsepithelzellen, vermittelt {\"u}ber den PspC-hpIgR Mechanismus, ist. Der Einsatz von PI3-kinase und Akt Kinase Inhibitoren reduzierte signifikant die hpIgR-vermittelte Aufnahme der Pneumokokken in die Wirtszelle. Zus{\"a}tzlich durchgef{\"u}hrte Infektionen von hpIgR exprimierenden Zellen zeigten eine zeitabh{\"a}ngige Phosphorylierung von Akt und der p85\&\#945; Untereinheit der PI3-Kinase. Damit ist neben der GTPase Cdc42 der PI3K und Akt Signalweg entscheidend f{\"u}r die PspC-pIgR vermittelte Invasion der Pneumokokken. Des Weiteren sind an der Infektion mit Pneumokokken auch die Protein Tyrosin Kinasen Src, ERK1/2 und JNK beteiligt. Dabei wird die Src Kinase unabh{\"a}ngig von der PI3K in hpIgR exprimierenden Zellen aktiviert. Inhibitionsexperimente und genetische Knockdown Versuche mit siRNA bewiesen, dass die Endozytose der Pneumokokken {\"u}ber PspC-pIgR ein Clathrin und Dynamin abh{\"a}ngiger Mechanismus ist. Im weiterenn Teil der Arbeit wurde der Einfluss des PspC gebundenen Faktor H auf die Anheftung an und Invasion in die Epithelzellen analysiert. Die Bindung von Faktor H erfolgte unabh{\"a}ngig vom PspC-Subtyp. Die Bindungsversuche bewiesen, dass die Kapselmenge negativ korreliert mit der Bindung des Faktor H. Der Einsatz von Faktor H aus Maus oder Ratte zeigte keine typische Bindung. Daraus kann abgeleitet werden, dass diese Interaktion humanspezifisch ist. Die Infektionsexperimente demonstrierten, dass Faktor H die Adh{\"a}renz und die Invasion der Bakterien in die Nasenrachenraumzellen (Detroit562), alveol{\"a}ren Lungenepithelzellen (A549) und humanen Hirnendothelzellen (HBMEC) steigert. Der Faktor H hat Heparin Bindestellen. Diese Bindestellen vermitteln die Adh{\"a}renz der Faktor H gebundenen Pneumokokken mit Epithelzellen. Inhibitionsstudien mit spezifischen monoklonalen Antik{\"o}rpern, die gegen die short consensus repeats (SCRs) von Faktor H gerichtet waren, konnten die essentielle Bedeutung der SCR19-20 f{\"u}r die Anheftung der Pneumokokken {\"u}ber Faktor H an die Wirtszellen nachweisen. Die Faktor H vermittelte Assoziation der Pneumokokken an polymorphonukle{\"a}re Leukozyten (PMNs) erfolgt {\"u}ber das Integrin CD11b/CD18. Die weiteren Inhibitionsstudien zeigten dann auch zum ersten Mal den Einfluss des Aktinzytoskeletts der Wirtszelle auf die Faktor H-vermittelten bakterieller Internalisierung und den dabei bedeutsamen Signaltransduktionswegen in der eukaryotischen Zelle. Dabei wurden insbesondere die Proteintyrosinkinasen und die PI3K als wichtige Signalmolek{\"u}le f{\"u}r die Faktor H vermittelte Invasion der Pneumokokken identifiziert. Die in dieser Arbeit erhaltenen Resultate belegen, dass die Faktor H vermittelte Infektion der Zellen mit S. pneumoniae ein konzertierter Mechanismus ist, bei dem Oberfl{\"a}chen-Glycosaminoglycane, Integrine und Signaltransduktionswege der Wirtsepithelzellen involviert sind. Des Weiteren wurde aufgezeigt, dass die PspC-pIgR-vermittelte Invasion in mukosale Epithelzellen unterschiedliche Signalwege wie z.B. den PI3K und Akt Weg induziert und abh{\"a}ngig von Cdc42 und einer Clathrin vermittelten Endozytosemechanismus ist.},
  subject      = {Streptococcus pneumoniae},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Noske2008,
  author    = {Noske, Nadja},
  title     = {Interaktion zwischen Pneumokokken und Abwehrzellen des Immunsystems : Die Bedeutung bakterieller Virulenzfaktoren bei der Phagozytose, intrazellul{\"a}rem {\"U}berleben und induzierter Immunantwort},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30818},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Interaktion zwischen Pneumokokken und Abwehrzellen des Immunsystems: Die Bedeutung bakterieller Virulenzfaktoren bei der Phagozytose, intrazellul{\"a}rem {\"U}berleben und induzierter Immunantwort},
  subject      = {Pneumokokken},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weinmann2008,
  author    = {Weinmann, Erik},
  title     = {Ein neues Konjugationsssystem in Legionella pneumophila Corby},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29485},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurde in Legionella pneumophila Corby ein bislang nicht in L. pneumophila beschriebener Bereich im Genom kloniert und sequenziert, der f{\"u}r ein putatives Konjugations- Typ IV Sekretionssystem kodiert. Alle f{\"u}r ein Typ IV Sekretionssystem notwendigen Gene sind vorhanden. Zum einen kodieren diese ein „mating pair formation" System, also Proteine f{\"u}r die Pilusgenese und energieabh{\"a}ngigen Transport von Substraten aus der Bakterienzelle. Konjugationsexperimente zeigen, dass es sich bei den „DNA transfer and replication" Genen trb/tra System um einen funktionierenden Mechanismus zur Mobilisierung von DNA handelt.},
  subject      = {Legionella},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bayer2008,
  author    = {Bayer, Kristina},
  title     = {Physiologie, Phylogenie und metagenomische Analyse Ammoniak-oxidierender Bakterien und Archaeen im Mittelmeerschwamm Aplysina aerophoba},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29116},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Marine Schw{\"a}mme (Phylum Porifera) sind sessile Invertebraten, deren Biomasse bis zu 60\% aus Mikroorganismen bestehen kann. W{\"a}hrend die mikrobielle Diversit{\"a}t in Schw{\"a}mmen in den letzten Jahren recht gut beschrieben wurde, weiß man noch sehr wenig {\"u}ber m{\"o}gliche Funktionen und Interaktionen zwischen Schwamm-assoziierten Mikroorganismen mit ihren Wirten. Das Ziel dieser Promotionsarbeit war es, den Prozess der mikrobiellen Nitrifikation im bakterienhaltigen Mittelmeerschwamm Aplysina aerophoba nachzuweisen und im Kontext der Symbiose n{\"a}her zu untersuchen. Die Nitrifikation beschreibt die zweistufige Oxidation von Ammoniak zu Nitrit und weiter zu Nitrat und wird von bestimmten Mikroorganismen zur Energiegewinnung durchgef{\"u}hrt. Um dieser Fragestellung nachzugehen, wurden physiologische Untersuchungen an lebenden Schw{\"a}mmen w{\"a}hrend Freilandexkursionen nach Rovinj (Kroatien) durchgef{\"u}hrt. Frisch gesammelte Schw{\"a}mme wurden zu unterschiedlichen Jahreszeiten in experimentellen Aquarien jeweils {\"u}ber einen Zeitraum von {\"u}ber 24 Stunden geh{\"a}ltert. Die Konzentrationen von Ammonium, Nitrit und Nitrat wurden in Zeitintervallen mittels photometrischer Nachweise gemessen und die Aufnahme- und Exkretionsraten berechnet. Nitrit wurde in keinem der Experimente messbar ausgeschieden. Ammonium, als nat{\"u}rliches Stoffwechselendprodukt mariner Schw{\"a}mme, wurde von A. aerophoba in Raten ausgeschieden, die saisonal variabel waren. Im Fr{\"u}hjahr wurde keine Ammonium-ausscheidung beobachtet w{\"a}hrend die Exkretionsrate zum Sommer hin stetig anstieg. Nitrat, welches nat{\"u}rlicherweise nur durch mikrobielle Nitrifikation entstehen kann, wurde saisonunabh{\"a}ngig konstant ausgeschieden. Ammoniumaufnahme-Experimente zeigten auf, dass Ammonium im Fr{\"u}hjahr rasch aufgenommen wurde und dass Ammonium die Nitratexkretionsrate bis zu vierfach stimulierte, wohingegen im Sommer keine Ammoniumaufnahme und keine Stimulation der Nitratexkretion stattfanden. Durch Zugabe des spezifischen Inhibitors der Nitrifikation, Nitrapyrin, konnte die Nitratexkretion in A. aerophoba vollst{\"a}ndig gehemmt werden. Im Gegensatz zu bakterienhaltigen Schw{\"a}mmen zeigten sogenannte bakterienfreie Schw{\"a}mme erwartungsgem{\"a}ß keine Nitratausscheidung. Das 16S rRNA- und das amoA-Gen wurden als molekulare Marker verwendet, um nitrifizierende Mikroorganismen in Schw{\"a}mmen phylogenetisch zu identifizieren. Es konnten zahlreiche 16S rRNA-Gene aus insgesamt sechs Schwammarten inklusive Aplysina aerophoba amplifiziert und dem marinen Nitrosospira Cluster 1 zugeordnet werden. Aus A. aerophoba konnten auch Nitrosospira amoA-Gensequenzen gewonnen werden. Archaeale 16S rRNA- und amoA-Gensequenzen wurden ebenfalls aus A. aerophoba gewonnen, wobei die 16S rRNA-Gene mit anderen aus Schw{\"a}mmen stammenden Sequenzen ein Schwamm-spezifisches Cluster innerhalb der Crenarchaea Gruppe I.1A bildeten. Unter Verwendung spezifischer Fluoreszenz-markierter 16S rRNA Sonden konnten den Nitrosospira Cluster 1 und Crenarchaea Gruppe 1 zugeh{\"o}rige Zellen innerhalb des mikrobiellen Konsortiums aus A. aerophoba nachgewiesen werden. Basierend auf der gesch{\"a}tzten Menge nitrifizierender Mikroben in der Schwammmesohylmatrix und den Nitratexkretionsraten wurde eine zellspezifische Ammoniakoxidationsrate von 1,6 fmol Zelle-1 h-1 errechnet. Der Nachweis von 16S rRNA- oder funktionellen Genen des anaeroben mikrobiellen N-Kreislaufs in A. aerophoba verlief negativ. Dar{\"u}ber hinaus wurde eine in vorherigen Arbeiten aus dem mit A. aerophoba assoziierten mikrobiellen Konsortium erstellte Metagenombank auf das Vorhandensein von funktionellen (amoA) Nitrosospira- und Crenarchaea-Genen untersucht. Aus der Sequenzierung des archaealen Metagenomklons 58F6 resultierte die Sequenz des kompletten AMO-Operons eines m{\"o}glicherweise Schwamm-spezifischen Crenarchaeoten. Diese Ergebnisse liefern erste funktionelle Einblicke in die komplexen Stofffl{\"u}sse und Wechselwirkungen zwischen Schw{\"a}mmen und den mit ihnen assoziierten mikrobiellen Konsortien. Aufgrund dieser Arbeit wurde ein Modell des Stickstoffkreislaufs in A. aerophoba erstellt, welches die Mikroorganismen mit m{\"o}glichen Stoffwechselfunktionen in dem Wirtsschwamm verkn{\"u}pft. Diese Arbeit tr{\"a}gt zu dem Informationsstand {\"u}ber die Interaktionen zwischen Schw{\"a}mmen und Mikroorganismen bei und leistet einen Beitrag zur Aufkl{\"a}rung des Stickstoffkreislaufs in A. aerophoba.},
  subject      = {Schw{\"a}mme},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lermann2008,
  author    = {Lermann, Ulrich},
  title     = {Molekulare Untersuchungen zur Regulation und Funktion der sekretierten Aspartatproteasen von Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29168},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die sekretorischen Aspartatproteasen (Saps) des Hefepilzes Candida albicans gelten als wichtiger Virulenzfaktor dieses opportunistischen Krankheitserregers. Die zehn Sap-Isoenzyme werden von einer Genfamilie codiert, deren Vertreter (SAP1-SAP10) in der Vergangenheit bereits intensiv untersucht wurden. SAP-Expressionsanalysen und die Charakterisierung von sap\&\#61508;-Deletionmutanten, die in einem auxotrophen Laborstamm hergestellt wurden, f{\"u}hrten aber zu teilweise widerspr{\"u}chlichen Ergebnissen, weshalb die Rolle der einzelnen Proteine bis heute nicht zweifelsfrei aufgekl{\"a}rt ist. Eine differentielle Expression der SAP-Gene in unterschiedlichen Stadien einer Infektion wurde jedoch in vielen unabh{\"a}ngigen Studien gezeigt. In der vorliegenden Arbeit wurde zun{\"a}chst die Expression der Gene SAP1-SAP6 in einem etablierten in vitro-Modell einer Candida-Vaginitis untersucht, das auf der Infektion von rekonstituiertem humanem Epithel (RHE) basiert. Dazu wurden Reporterst{\"a}mme verwendet, die bereits fr{\"u}her f{\"u}r Expressionsanalysen in verschiedenen in vivo-Infektionsmodellen in M{\"a}usen eingesetzt worden waren. Dies erlaubte es einerseits unterschiedliche Nachweismethoden zur SAP-Genexpression in einem standardisierten Modell zu vergleichen und andererseits das Expressionsmuster der SAP-Gene in einem in vitro-Infektionsmodell mit den Ergebnissen von in vivo-Infektionsexperimenten zu korrelieren. Es zeigte sich in {\"U}bereinstimmung mit Ergebnissen fr{\"u}herer in vivo-Experimente in M{\"a}usen, dass bei der Infektion des vaginalen Gewebes vor allem das SAP5-Gen induziert wurde. Allerdings weicht dieses Ergebnis deutlich von Ergebnissen anderer Studien ab, die mit Hilfe anderer Methoden ein ungleiches Muster der SAP-Expression detektierten. Um die Rolle der Gene SAP1-SAP6 bei der Infektion genauer zu untersuchen, wurden deshalb Mutanten hergestellt, in denen einzelne oder mehrere SAP-Gene mit Hilfe einer neuartigen Mutagenesestrategie erstmals aus dem Genom eines wildtypischen C. albicans-Stammes deletiert wurden. {\"U}berraschenderweise konnte sowohl in Einzelmutanten der Gene SAP1-SAP6 als auch in sap1\&\#61508; sap2\&\#61508; sap3\&\#61508;- und sap4\&\#61508; sap5\&\#61508; sap6\&\#61508;-Triplemutanten keine verminderte F{\"a}higkeit zur Invasion und Sch{\"a}digung von humanem Gewebe in RHE festgestellt werden. Eine in fr{\"u}heren Arbeiten beschriebene abgeschw{\"a}chte Virulenz solcher Mutanten konnte auch in einem murinen Modell f{\"u}r eine disseminierende Infektion nicht beobachtet werden. Die Sekretion von Aspartatproteasen erm{\"o}glicht es C. albicans Proteine als alleinige Stickstoffquelle zum Wachstum zu verwenden. Unter diesen Bedingungen wird spezifisch die Expression des SAP2-Gens induziert; jedoch ist {\"u}ber die Mechanismen dieser Regulation noch wenig bekannt. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit Promotor-Deletionsanalysen des SAP2-Gens und des mit diesem co-regulierten Oligopeptidtransportergens OPT1 durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich, dass unterschiedliche Bereiche innerhalb der 3,5 kb großen regulatorischen Region von SAP2 gemeinsam eine Expression dieses Gens unter induzierenden Bedingungen erm{\"o}glichen. F{\"u}r das OPT1-Gen konnte eine regulatorische Region eingegrenzt werden, die f{\"u}r die Expression dieses Gens essentiell ist. In den f{\"u}r die Expression von SAP2 und OPT1 wichtigen Regionen wurden {\"a}hnliche Sequenzen gefunden, die als Bindungsstellen f{\"u}r regulatorische Faktoren dienen k{\"o}nnten. In dieser Arbeit wurden neue Erkenntnisse zur Regulation und Bedeutung der sekretierten Aspartatproteasen von C. albicans erhalten. Um eine endg{\"u}ltige Bewertung der Rolle dieser Enzyme in der Virulenz des Erregers zu erm{\"o}glichen, sind jedoch noch weitere detaillierte Studien unter Verwendung verschiedenster Infektionsmodelle n{\"o}tig.},
  subject      = {Candida},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Peterson2008,
  author    = {Peterson, Lisa},
  title     = {CEACAM3-mediated phagocytosis of human-specific bacterial pathogens involves the adaptor molecule Nck},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46378},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecules (CEACAMs) are exploited by human-specific pathogens to anchor themselves to or invade host cells. Interestingly, human granulocytes express a specific isoform, CEACAM3, that can direct efficient, opsonin-independent phagocytosis of CEACAM-binding Neisseria, Moraxella and Haemophilus species. As opsonin-independent phagocytosis of CEACAM-binding Neisseria depends on Src-family protein tyrosine kinase (PTK) phosphorylation of the CEACAM3 cytoplasmic domain, we hypothesized that an SH2-containing protein might be involved in CEACAM3-initiated, phagocytosis-promoting signals. Accordingly, we screened glutathione-S-transferase (GST) fusion proteins containing SH2 domains derived from a panel of signaling and adapter molecules for their ability to associate with CEACAM3. In vitro pull-down assays demonstrated that the SH2 domain of the adapter molecule Nck (GST-Nck SH2), but not other SH2 domains such as the Grb2 SH2 domain, interact with CEACAM3 in a phosphotyrosine-dependent manner. Either deletion of the cytoplasmic tail of CEACAM3, or point-mutation of a critical arginine residue in the SH2 domain of Nck (GST-NckSH2R308K) that disrupts phosphotyrosine binding, both abolished CEACAM3-Nck-SH2 interaction. Upon infection of human cells with CEACAM-binding Neisseria, full-length Nck comprising an SH2 and three SH3 domains co-localized with tyrosine phosphorylated CEACAM3 and associated bacteria as analyzed by immunofluorescence staining and confocal microscopy. In addition, Nck could be detected in CEACAM3 immunoprecipitates confirming the interaction in vivo. Importantly, overexpression of a GFP-fusion protein of the isolated Nck SH2 domain (GFP-Nck-SH2), but not GFP or GFP-Nck SH2 R308K reduced CEACAM3-mediated phagocytosis of CEACAM-binding Neisseria suggesting that the adaptor molecule Nck plays an important role in CEACAM3-initiated signaling leading to internalization and elimination of human-specific pathogens.},
  subject      = {Adaptorproteine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Keller2007,
  author    = {Keller, Christian},
  title     = {The role of dendritic cells in the immunoregulation of leishmaniasis - transfection of dendritic cells with mRNA encoding a molecularly defined parasitic antigen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26208},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die kutane Leishmaniose ist eine Infektionskrankheit, die besonders in tropischen und W{\"u}stenregionen endemisch ist, mit einer Inzidenz von 1,5 Millionen F{\"a}llen im Jahr und einer Pr{\"a}valenz von 12 Millionen Infizierten weltweit. Die Infektion kann durch den intrazellul{\"a}ren Parasiten Leishmania major hervorgerufen werden. Am Mausmodell ist die Krankheit ausf{\"u}hrlich untersucht. Wie dabei deutlich wurde, ist f{\"u}r die Immunit{\"a}t gegen den Erreger die Induktion einer Klasse von Interferon (IFN)-\&\#61543;-produzierenden CD4+ T-Helfer-Zellen (TH1-Zellen) entscheidend, welche Makrophagen dazu aktivieren, die von ihnen beherbergten Parasiten abzut{\"o}ten. Die Umlenkung der Immunantwort in Richtung einer sch{\"u}tzenden TH1-Antwort wird auch der Schl{\"u}ssel zu einem effektiven Impfstoff sein. Ex vivo mit Leishmanienantigenen beladene dendritische Zellen sind vor einiger Zeit als Vakzine gegen L. major-Infektionen beschrieben worden. Ein einzelnes rekombinantes Antigen, LeIF (Leishmania homologue of eukaryotic ribosomal initiation factor 4a), ein parasit{\"a}res Protein, das die IL-12-Produktion durch dendritische Zellen stimuliert und das als mikrobiell konserviertes Strukturmolek{\"u}l (pattern-associated molecular pattern; PAMP) diskutiert wird, vermittelte dabei, zum Pulsen von dendritischen Zellen verwendet, einen sch{\"u}tzenden TH1-abh{\"a}ngigen Effekt. Der Einsatz rekombinanter Proteine ist jedoch mit etlichen Nachteilen verbunden, weshalb andere Methoden zur Verabreichung von Antigenen entwickelt wurden. Aus der Tumorforschung ist unl{\"a}ngst die RNA-Elektroporation dendritischer Zellen als eine sichere und vielseitige Methode hervorgegangen, bei der eine große Anzahl von RNA-Molek{\"u}len, die f{\"u}r ein bestimmtes Antigen kodieren, durch einen elektrischen Impuls in das Cytosol dendritischer Zellen gelangt. Die vorliegende Arbeit beschreibt zum ersten Mal die Transfektion dendritischer Zellen mit RNA eines molekular definierten Parasitenantigens. Zun{\"a}chst erfolgte die Etablierung eines standardisierten Protokolls f{\"u}r die RNA-Transfektion mit dem enhanced green fluorescent protein (EGFP) als Reporterantigen. EGFP-RNA war gut translatierbar in einem In-vitro-Translationssystem, und es konnten sowohl eine Zellinie (fetal skin-derived dendritic cells; FSDC) als auch prim{\"a}re, aus Knochenmarkkulturen der Maus gewonnene dendritische Zellen (bone marrow-derived dendritic cells; BMDC) mit einem Anteil von bis zu 90\% bzw. 75\% effizient EGFP-transfiziert werden. In beiden Zelltypen wurde die maximale Transfektionseffizienz mit 20 µg RNA erreicht, die mit gr{\"o}ßeren Mengen an RNA nicht weiter zu steigern war. Die H{\"o}he der Antigenexpression, gemessen als mittlere Fluoreszenzintensit{\"a}t (MFI) in der Durchflußzytometrie, war direkt proportional zur verwendeten RNA-Menge. In FSDC waren die Transfektionseffizienz und die MFI generell h{\"o}her als in BMDC bei gleicher RNA-Menge. Zudem konnte gezeigt werden, daß eine Behandlung mit LPS die Kinetik beeinflußt: Die maximale Expression war h{\"o}her und wurde auch eher erreicht, worauf zudem ein schnellerer Abfall folgte. In den Transfektionsexperimenten mit LeIF wurden zwei Varianten von LeIF-RNA verwendet: eine f{\"u}r die gesamte LeIF-Sequenz kodierende LeIF(fl)-RNA, und eine nur f{\"u}r die aminoterminale H{\"a}lfte der LeIF-Sequenz (226 Aminos{\"a}uren), dem immunogenen Teil des LeIF-Molek{\"u}ls, kodierende LeIF(226)-RNA. Im Western Blot von Ganzzellysaten dendritischer Zellen war nur LeIF(fl) nach Transfektion nachzuweisen, wohingegen LeIF(226) in LeIF(226)-transfizierten BMDC nie nachzuweisen war. Da beide Konstrukte aber gut im zellfreien System translatierbar waren, stellte der fehlgeschlagene Nachweis von LeIF(226) kein Fehlschlagen der RNA-Translation, sondern vielmehr einen raschen Antigenabbau dar. Es bestand daher die Erwartung, daß LeIF(226)-transfizierte BMDC trotzdem in der Lage sein m{\"u}ßten, von LeIF(226) abgeleitete antigene Peptide an T-Zellen von mit rekombinantem LeIF (rLeIF) immunisierten BALB/c-M{\"a}usen zu pr{\"a}sentieren. Diese Vermutung wurde durch Messung von IFN-\&\#61543; in Stimulationsversuchen mit BMDC und T-Zellen best{\"a}tigt, die zeigten, daß am Tag 7 der Kultur mit rLeIF gepulste, LeIF(226)- und LeIF(fl)-transfizierte BMDC in der Tat antigenspezifisch T-Zellen aus LeIF-immunisierten M{\"a}usen aktivierten. IL-4 hingegen wurde nicht produziert, was mit der Tatsache vereinbar ist, daß in Lymphknoten LeIF-vakzinierter M{\"a}usen haupts{\"a}chlich T-Zellen vom TH1-Typ zu finden sind. In den {\"U}berst{\"a}nden LeIF-transfizierter BMDC-Kulturen, im Gegensatz zu rLeIF-gepulsten BMDC, waren die proinflammatorischen Zytokine IL-1\&\#946;, IL-6, IL-10 und IL-12 nicht nachzuweisen. Dieser Effekt lag nicht am Elektroporationsvorgang, da die Zytokinproduktion von mit rekombinantem LeIF elektroporierten BMDC nur teilweise beeintr{\"a}chtigt war. Die Expression von CD86 war nach LeIF-Transfektion zudem geringer als nach Pulsen mit rLeIF. LeIF-Transfektion f{\"u}hrte mithin nicht zur Reifung dendritischer Zellen. LeIF-transfizierte BMDC k{\"o}nnten im Ergebnis als antigenspezifische Toleranzinduktoren fungiert haben, mit regulatorischen T-Zellen als Respondern. Der Effekt der Transfektion mit LeIF-RNA auf die immunstimulatorische Wirkung von BMDC war nicht signifikant erh{\"o}ht, wenn BMDC am Tag 8 oder 9 der Kultur verwendet wurden. BMDC, die am Tag 8, und mehr noch am Tag 9 mit rLeIF gepulst wurden, induzierten hingegen eine energische T-Zell-Antwort. BMDC vom Tag 9 waren sogar in der Lage, naive T-Zellen zu aktivieren. Bevor eine starke, gegen LeIF gerichtete T-Zell-Antwort eingeleitet werden kann, m{\"u}ssen dendritische Zellen also letztlich - neben Pr{\"a}sentation des Antigens und Expression kostimulatorischer Molek{\"u}le - eine gewisse „Empfindlichkeit" gegen{\"u}ber dem Strukturmolek{\"u}l LeIF besitzen, die mit ihrem Reifungsalter in Zusammenhang steht. Dieses dritte Signal wird nicht durch intrazellul{\"a}res LeIF nach Transfektion mit LeIF-RNA {\"u}bermittelt, oder es wird unterdr{\"u}ckt. Dar{\"u}ber hinaus war nach Elektroporation von rLeIF die IL-12-Produktion von BMDC g{\"a}nzlich aufgehoben, die Produktion von IL-1\&\#61538; bei h{\"o}heren Antigendosen reduziert und die Produktion von IL-10 teilweise erh{\"o}ht. Die Produktion von IL-6 war unbeeinflußt. Dieses ver{\"a}nderte Zytokinprofil legt eine Doppelnatur von LeIF als PAMP nahe: Neben der bei extrazellul{\"a}rem Vorliegen von LeIF erwiesenen Eigenschaft, die Produktion von IL-12 zu stimulieren, welches die Resistenz des Wirtes gegen L. major steigert, k{\"o}nnte LeIF bei intrazellul{\"a}rem Vorliegen auch zu Evasionsmechanismen des Parasiten vor dem Immunsystem des Wirtes beitragen, m{\"o}glicherweise durch Wechselwirkung mit MAP (mitogen-activated protein)-Kinase-Signalwegen. Die Eigenschaften von LeIF als Adjuvans h{\"a}ngen also sowohl von der Verabreichungsmethode (Transfektion mit RNA bzw. Pulsen mit dem rekombinanten Protein) als auch vom Zielkompartiment (extra- bzw. intrazellul{\"a}r) ab. Zusammenfassend konnte also in dieser Arbeit gezeigt werden, daß BMDC mit einem Parasitenantigen transfizierbar sind. Das Antigen wird dabei prozessiert und pr{\"a}sentiert, aber von dendritischen Zellen nicht als PAMP erkannt. Durch Transfektion mit antigenkodierender mRNA alleine werden mithin nicht alle notwendigen Signale f{\"u}r die Induktion einer potenten Immunantwort {\"u}bermittelt.},
  subject      = {Elektroporation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hufnagel2007,
  author    = {Hufnagel, Katja},
  title     = {Bakterielle Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien - Screening von Kohlehydraten auf antibakterielle Wirkung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25163},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es, eine Reihe von 17 ausgew{\"a}hlten Kohlehydraten auf deren F{\"a}higkeit zu bewerten, die Adh{\"a}renz humanpathogener Enteritis-/Di{\"a}rrhoe-Erreger zu reduzieren oder g{\"a}nzlich zu verhindern. Gestestet wurde die Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien. Hierbei wurde die bakterielle Adh{\"a}sion ohne Zusatz der Kohlehydrate bestimmt und als Vergleichswert gegen{\"u}ber dem Ansatz mit Zusatz der Kohlehydrate herangezogen. Dabei kamen St{\"a}mme folgender Spezies zum Einsatz: entero-aggregative E. coli, entero-h{\"a}morrhagische E. coli, entero-pathogene E. coli, entero-toxigene E. coli, Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Shigella flexneri. Als Positiv-Kontrolle wurde Citrobacter freundii verwendet.},
  subject      = {Kohlenhydrate},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kuespert2007,
  author    = {K{\"u}spert, Katharina},
  title     = {Interaktion pathogener Neisserien mit zellul{\"a}ren Rezeptoren: Molekulare Untersuchungen zu neisseriellen Adh{\"a}sinen und ihrer Wechselwirkung mit humanen CEACAMs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25946},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae sind humanpathogene Vertreter der Gattung Neisseria. Diese Erreger verf{\"u}gen {\"u}ber eine Reihe von Virulenzfaktoren, um erfolgreich den menschlichen K{\"o}rper zu besiedeln. Dabei spielen die neisseriellen OpaCEA-Proteine eine wichtige Rolle. Diese Adh{\"a}sine binden an bestimmte Rezeptoren der humanen CEACAM-Familie, die auf unterschiedlichen Zelltypen im menschlichen K{\"o}rper exprimiert werden. Die Interaktion der OpaCEA-Proteine mit der stark konservierten aminoterminalen Dom{\"a}ne von bestimmten CEACAMs f{\"u}hrt zu einer Aufnahme der Bakterien in die Zellen. Dort k{\"o}nnen sie, vor der humoralen Immunantwort gesch{\"u}tzt, persistieren oder sich durch Transzytose in tiefer gelegene Gewebe weiter ausbreiten und letztendlich eine disseminierte Krankheit ausl{\"o}sen. Da CEACAMs eine entscheidende Rolle bei der Infektion mit pathogenen Neisserien spielen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Interaktion dieser zellul{\"a}ren Rezeptoren mit pathogenen Neisserien und die daraus resultierenden molekularen Ereignisse auf bakterieller bzw. zellul{\"a}rer Seite n{\"a}her untersucht. Zun{\"a}chst wurde eine neuartige Methode entwickelt, die im Gegensatz zu herk{\"o}mmlichen Strategien eine schnelle und quantitative Erfassung von Neisserien-CEACAM-Interaktionen erm{\"o}glicht. Bei dieser Methode wurden GFP-fusionierte, l{\"o}sliche aminoterminale CEACAM-Dom{\"a}nen eingesetzt, die spezifisch an OpaCEA-exprimierende Bakterien binden. Einzelne Bakterien einer Population, die mit den fluoreszierenden Rezeptordom{\"a}nen assoziierten, konnten aufgrund ihrer erh{\"o}hten Fluoreszenz im Durchflußzytometer sehr schnell und quantitativ bestimmt werden. Diese Rezeptordom{\"a}nen wurden außerdem als molekulares Werkzeug zur Erstellung eines OpaCEA-induzierten Transkriptionsprofils von Opa-positiven Meningokokken verwendet. Transkriptomanalysen mittels Mikroarrays zeigten, dass die Interaktion OpaCEA-exprimierender Meningokokken mit der l{\"o}slichen, aminoterminalen Dom{\"a}ne von CEACAM1 eine Herrunterregulation von 56 Genen sowie eine Hochregulation von sieben Genen in Neisseria meningitidis MC58 zur Folge hatte. Dabei konnte ein hochreguliertes Gen identifiziert werden, dessen Genprodukt aufgrund seiner Homologie zu einem bakteriellen \&\#61537;-H{\"a}molysin m{\"o}glicherweise virulenz-assoziiert ist. Die Erstellung dieses Transkriptionsprofils beruhte auf der Interaktion zwischen der aminoterminalen Dom{\"a}ne von CEACAM1 und seinen bis heute einzig bekannten neisseriellen Liganden, den OpaCEA-Proteinen. Bemerkenswerterweise konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Opa-negativer Meningokokkenstamm isoliert werden, der ebenfalls an CEACAM1 bindet und von CEACAM1-exprimierenden Zellen internalisiert wird. Da dieser Meningokokkenstamm keine Opa-Proteine exprimierte, muß er {\"u}ber ein weiteres Adh{\"a}sin verf{\"u}gen, das mit CEACAM1 assoziiert. Interessanterweise konnte gezeigt werden, dass f{\"u}r die CEACAM1-vermittelte Aufnahme dieser Opa-negativen Meningokokken mehrere extrazellul{\"a}re Dom{\"a}nen des Rezeptors notwendig sind. Im Gegensatz zur Aufnahme OpaCEA-exprimierender Bakterien war die aminoterminale Dom{\"a}ne essentiell, aber nicht ausreichend f{\"u}r diesen phagozytischen Vorgang, der unabh{\"a}ngig vom Aktinzytoskelett erfolgte. Auch bei Bindungsstudien mit l{\"o}slichen CEACAM1 Konstrukten gab es Differenzen zwischen den opaquen und nicht-opaquen Bakterienst{\"a}mmen. So zeigte sich, dass im Gegensatz zu OpaCEA-exprimierenden Meningokokken, die mit monomeren Formen des l{\"o}slichen Rezeptors assoziieren konnten, Opa-negativen Meningokokken nur mit multimerisierten Formen des Rezeptors interagierten. CEACAM1 stellt den einzigen Rezeptor aus der CEACAM-Familie dar, mit dem Opa-negative Meningokokken interagieren k{\"o}nnen. Demgegen{\"u}ber assoziieren OpaCEA-exprimierende Neisserien mit mehreren Mitgliedern der CEACAM-Familie, unter anderem mit CEACAM3. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die c-Jun N-terminale Kinase an Signaltransduktionswegen, die durch Interaktion von OpaCEA-exprimierenden Neisserien mit CEACAM3 ausgel{\"o}st wurden, beteiligt ist. Erstaunlicherweise konnte durch Inhibition der c-Jun N-terminalen Kinase CEACAM3-vermittelte Aufnahme der opaquen Bakterien in die Zelle reduziert werden. Da die Aktivierung der c-Jun N-terminalen Kinase unabh{\"a}ngig von der Phosphorylierung der ITAM-{\"a}hnlichen Sequenz erfolgte, scheint dieses Molek{\"u}l an einem neuartigen Signalweg beteiligt zu sein, der komplement{\"a}r zu bereits bekannten CEACAM3-vermittelten Signalprozessen abl{\"a}uft. Die in der vorliegenden Arbeit zusammengefassten Befunde liefern neue Einblicke in die Wechselwirkung zwischen pathogenen Neisserien und ihren Wirtszellen und k{\"o}nnen als Ausgangspunkt f{\"u}r interessante weiterf{\"u}hrende Analysen dienen.},
  subject      = {Neisseria gonorrhoeae},
  language  = {de}
}