@article{BrehmHemerKonradetal.2014,
  author    = {Brehm, Klaus and Hemer, Sarah and Konrad, Christian and Spiliotis, Markus and Koziol, Uriel and Schaack, Dominik and F{\"o}rster, Sabine and Gelmedin, Verena and Stadelmann, Britta and Dandekar, Thomas and Hemphill, Andrew},
  title     = {Host insulin stimulates Echinococcus multilocularis insulin signalling pathways and larval development},
  doi       = {10.1186/1741-7007-12-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-110357},
  year      = {2014},
  abstract  = {Background The metacestode of the tapeworm Echinococcus multilocularis is the causative agent of alveolar echinococcosis, a lethal zoonosis. Infections are initiated through establishment of parasite larvae within the intermediate host's liver, where high concentrations of insulin are present, followed by tumour-like growth of the metacestode in host organs. The molecular mechanisms determining the organ tropism of E. multilocularis or the influences of host hormones on parasite proliferation are poorly understood. Results Using in vitro cultivation systems for parasite larvae we show that physiological concentrations (10 nM) of human insulin significantly stimulate the formation of metacestode larvae from parasite stem cells and promote asexual growth of the metacestode. Addition of human insulin to parasite larvae led to increased glucose uptake and enhanced phosphorylation of Echinococcus insulin signalling components, including an insulin receptor-like kinase, EmIR1, for which we demonstrate predominant expression in the parasite's glycogen storage cells. We also characterized a second insulin receptor family member, EmIR2, and demonstrated interaction of its ligand binding domain with human insulin in the yeast two-hybrid system. Addition of an insulin receptor inhibitor resulted in metacestode killing, prevented metacestode development from parasite stem cells, and impaired the activation of insulin signalling pathways through host insulin. Conclusions Our data indicate that host insulin acts as a stimulant for parasite development within the host liver and that E. multilocularis senses the host hormone through an evolutionarily conserved insulin signalling pathway. Hormonal host-parasite cross-communication, facilitated by the relatively close phylogenetic relationship between E. multilocularis and its mammalian hosts, thus appears to be important in the pathology of alveolar echinococcosis. This contributes to a closer understanding of organ tropism and parasite persistence in larval cestode infections. Furthermore, our data show that Echinococcus insulin signalling pathways are promising targets for the development of novel drugs.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Spiliotis2006,
  author    = {Spiliotis, Markus},
  title     = {Untersuchungen zur in vitro Kultivierung und Charakterisierung von MAP-Kinase-Kaskade-Komponenten des Fuchsbandwurmes Echinococcus multilocularis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-19385},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Es wird angenommen, dass die invasiven Stadien parasit{\"a}rer Helminthen zur Organfindung und zur Weiterentwicklung auf die Sensierung spezifischer Wirts-Signale angewiesen sind, wobei die molekulare Natur dieser Signale bislang weitgehend ungekl{\"a}rt ist. Vorangegangene Untersuchungen am Fuchsbandwurm Echinococcus multilocularis, dem Erreger der alveol{\"a}ren Echinokokkose, hatten bereits ergeben, dass dessen Metacestoden-Larvenstadium zur Weiterentwicklung kleine, l{\"o}sliche Wirtsmolek{\"u}le ben{\"o}tigt. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals ein axenisches (Wirtszell-freies) Kultursystem f{\"u}r das Metacestoden-Stadium entwickelt, mittels dessen sich diese Fragestellungen in vitro angehen lassen. Mit Hilfe dieses Kultursystems konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass die drei Wirts-Hormone/Zytokine, Insulin, epidermal growth factor (EGF) und bone morphogeneic protein 2 (BMP2), einen Einfluss auf die Proliferation und die Differenzierung von E. multilocularis haben. W{\"a}hrend f{\"u}r Insulin und EGF Wachstums-stimulierende Effekte gezeigt werden konnten, f{\"o}rderte BMP2 die Differenzierung des Metacestoden zum n{\"a}chsten Larvenstadium, dem Protoscolex. In Modellorganismen wie S{\"a}ugern, Drosophila und Caenorhabditis elegans verlaufen die durch Insulin- und EGF-{\"a}hnlichen Zytokine induzierten Signalmechanismen {\"u}ber die sogenannte mitogen activated protein (MAP)-Kinase-Kaskade. Um zu untersuchen, ob die externe Zugabe von Wirts-Insulin bzw. -EGF in einer Stimulierung der MAPK-Kaskade des Parasiten f{\"u}hrt, wurden in dieser Arbeit zun{\"a}chst die Komponenten dieses Signalweges bei E. multilocularis auf molekulargenetischer und biochemischer Ebene charakterisiert. Die Arbeiten umfassten Studien zu kleinen GTPasen des Parasiten (EmRas, EmRap1, EmRap2, EmRal), zu einem Orthologen der Kinase Raf (EmRaf), sowie Orthologen der Kinasen MEK (EmMKK) und ERK (EmERK). Es konnte gezeigt werden, dass diese Faktoren in E. multilocularis Teil einer MAP-Kinase-Kaskade sind. Zudem wurde nachgewiesen, dass diese Faktoren stromabw{\"a}rts eines EGF-Rezeptor-Orthologen (EmER) des Parasiten fungieren, welches ebenfalls in der vorliegenden Arbeit analysiert wurde. Damit wurden die Voraussetzungen geschaffen, den Einfluss exogen zugegebenen Insulins bzw. EGFs auf die Aktivierung der MAP-Kinase-Kaskade im Parasiten zu untersuchen. Erste Analysen zeigten bereits, dass die zentrale Komponente dieser Kaskade, EmERK, durch die genannten Wirts-Zytokine aktiviert wird. Dies legt nahe, dass Wirt-Parasit-Kommunikationsmechanismen {\"u}ber evolutionsgeschichtlich konservierte Signalsysteme eine wichtige Rolle im Infektionsgeschehen der alveol{\"a}ren Echinokokkose spielen. Aufbauend auf dem axenischen Kultursystem ist es in dieser Arbeit auch erstmals gelungen, Prim{\"a}rzellkulturen f{\"u}r E. multilocularis anzulegen und die Parasitenzellen zur in vitro Neubildung von Metacestoden-Vesikeln anzuregen. Erste Experimente zur genetischen Manipulation dieser Prim{\"a}rzellen konnten erfolgreich durchgef{\"u}hrt werden. Aufbauend auf der hier vorgestellten Methodik sollte es in k{\"u}nftigen Untersuchungen m{\"o}glich sein, stabil transfizierte Echinococcus-Zellen zu generieren und diese zur Herstellung vollst{\"a}ndig transgener Parasiten-Stadien zu nutzen. Dies w{\"u}rde die zur Untersuchung der E. multilocularis-Entwicklung und der Wirt-Parasit-Interaktionsmechanismen bei einer Infektion zur Verf{\"u}gung stehenden Methoden entscheidend erweitern und k{\"o}nnte u.a. zur weiteren biochemischen Analyse der in dieser Arbeit dargestellten Signalmechanismen des Parasiten herangezogen werden.},
  subject      = {Fuchsbandwurm},
  language  = {de}
}