TY  - THES
A1  - Deutschmann, Sally
T1  - Prävalenz und Epidemiologie von Infektionen mit \(Neisseria\) \(gonorrhoeae\) und deren Resistenzlage gegenüber Cephalosporinen der dritten Generation bei tansanischen Patientinnen und Patienten mit bestehender HIV-Infektion eines Referenzkrankenhauses im Nordwesten Tansanias
T1  - Prevalence and epidemiology of \(Neisseria\) \(gonorrhoeae\) infections and their resistance status to third-generation cephalosporins in Tanzanian patients with existing HIV infection at a reference hospital in northwestern Tanzania
N2  - Die Prävalenz von Infektionen mit Neisseria gonorrhoeae (NG) bei HIV-positiven Patientinnen und Patienten einer auf HIV-Infektionen spezialisierten Klinik in Mwanza im Nordwesten Tansani- as erwies sich mit 0,4% bei Männern und 3,9% bei Frauen als relativ niedrig. In dieser aktuellen Studie gab es unter Verwendung molekularer Antibiotikaresistenz(AMR)-Tests keine Hinweise auf eine Resistenz gegen Cephalosporine der dritten Generation. Weitere Kontrollen und Entwicklungen von NG- und AMR-Tests müssen implementiert werden. Molekulare Diagnoseverfahren auf der Basis von Urinproben als diagnostisches Material zum Nachweis von NG weisen wesentliche Vorteile für das Screening auf. Die Durchführung eines Urinstreifentests hatte keinen positiven Vorhersagewert bezüglich einer Infektion mit NG oder einer AMR. Künftige Untersuchungen sind anzuregen, um einerseits eine exaktere Angabe der Prävalenzraten und Risikofaktoren von Infektionen mit NG sowie deren Resistenzlage zu ermöglichen und andererseits eine effizientere Versorgung bzw. Behandlung der Gonorrhoe gewährleisten zu können.
N2  - The prevalence of Neisseria gonorrhoeae (NG) infections in HIV-positive patients at a clinic specializing in HIV infection in Mwanza, northwestern Tanzania, was found to be relatively low, 0.4% in men and 3.9% in women. In this current study, using molecular antibiotic resistance testing, there was no evidence of resistance to third-generation cephalosporins. Future studies should be encouraged, both to provide a more accurate indication of the prevalence rates and risk factors of infections with NG and their resistance status, and to ensure more effective treatment of gonorrhea.
KW  - HIV
KW  - Cephalosporine
KW  - Tripper
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - Gonorrhoe
KW  - Tansania
KW  - Antimikrobielle Resistenz
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-317735
ER  - 
TY  - THES
A1  - Heydarian, Motaharehsadat
T1  - Development of human 3D tissue models for studying \(Neisseria\) \(gonorrhoeae\) infection
T1  - Entwicklung menschlicher 3D-Gewebemodelle zur Untersuchung der Infektion mit \(Neisseria\) \(gonorrhoeae\)
N2  - Gonorrhea is the second most common sexually transmitted infection worldwide and is caused by Gram-negative, human-specific diplococcus Neisseria gonorrhoeae. It colonizes the mucosal surface of the female reproductive tract and the male urethra. A rapid increase in antibiotic resistance makes gonorrhea a serious threat to public health worldwide. Since N. gonorrhoeae is a human-specific pathogen, animal infection models are not able to recapitulate all the features of infection. Therefore, a realistic in vitro cell culture model is urgently required for studying the gonorrhea infection. In this study, we established and characterized three independent 3D tissue models based on the porcine small intestinal submucosa (SIS) scaffold by co-culturing human dermal fibroblasts with human colorectal carcinoma, endometrial epithelial, and male uroepithelial cells. The histological, immunohistochemical, and ultra-structural analysis showed that the 3D SIS scaffold-based models closely mimic the main characteristics of the site of gonococcal infection in the human host including the formation of epithelial monolayer, underlying connective tissue, mucus production, tight junction (TJ), and microvilli. In addition, functional analysis such as transepithelial electrical resistance (TEER) and barrier permeability indicated high barrier integrity of the cell layer. We infected the established 3D tissue models with different N. gonorrhoeae strains and derivatives presenting various phenotypes regarding adhesion and invasion. The results showed disruption of TJs and growing the interleukins production in response to the infection, which depends on the type of strain and cell. In addition, the 3D tissue models supported bacterial survival, which provided an appropriate in vitro model for long-term infection study. This could be mainly because of the high resilience of the 3D tissue models based on the SIS scaffold to the infection in terms of alteration in permeability, cell destruction, and bacterial transmigration.
During gonorrhea infection, a high level of neutrophils migrates to the site of infection. The studies also showed that N. gonorrhoeae can survive or even replicate inside the neutrophils. Therefore, studying the interaction between neutrophils and N. gonorrhoeae is substantially under scrutiny. For this purpose, we generated a 3D tissue model by triple co-culturing of human primary fibroblast cells, human colorectal carcinoma cells, and human umbilical vein endothelial cells. The tissue model was subsequently infected by N. gonorrhoeae. A perfusion-based bioreactor system was employed to recreate blood flow in the side of endothelial cells and consequently study human neutrophils transmigration to the site of infection. We observed neutrophils activation upon the infection. Furthermore, we demonstrated the uptake of N. gonorrhoeae by human neutrophils and reverse transmigration of neutrophils to the basal side carrying N. gonorrhoeae. In summary, the introduced 3D tissue models in this research represent a promising tool to investigate N. gonorrhoeae infections under close-to-natural conditions.
N2  - Tripper ist die zweithäufigste sexuell übertragbare Krankheit weltweit und wird durch Gram negative, humanspezifische Diplokokken Neisseria gonorrhoeae verursacht. Das human Pathogen besiedelt die Schleimhautoberfläche des weiblichen Fortpflanzungstraktes und der männlichen Harnröhre. Die rasante Zunahme der Antibiotikaresistenzen macht Gonorrhö zu einer ernsthaften Bedrohung für die öffentliche Gesundheit weltweit. Da N. gonorrhoeae ein humanspezifischer Erreger ist, ist es nicht möglich alle Merkmale einer Infektion in Tiermodellen nachzustellen, daher ist ein realistisches In-vitro-Zellkulturmodell für die Untersuchung der Gonorrhö-Infektion dringend erforderlich. In dieser Studie haben wir drei unabhängige 3D- Gewebemodelle etabliert und charakterisiert, die auf dem Gerüst der Schweine-Submukosa (SIS) basieren, indem wir menschliche dermale Fibroblasten mit menschlichen Darmkrebs-, Endometrialepithel- und männlichen Uroepithelzellen kultivieren. Die histologischen, immunhistochemischen und ultrastrukturellen Analysen zeigten, dass die 3D SIS-Gerüstmodelle die Hauptmerkmale der Stelle der Gonokokken Infektion im menschlichen Wirt genau nachahmen, indem sich Epithelien Monoschichten ausbildeten, unter denen sich Bindegewebe erstrechte. Zudem wiesen die Zellen enge Zell-Zell Kontakte auf und es kam zur Produktion von einer Mukosaschicht sowie Mikrovilli in den Modellen. Darüber hinaus zeigten Funktionsanalysen wie die Messung des transepithelialen elektrischen Widerstands (TEER) und die der Barriere Durchlässigkeit eine hohe Barriere Integrität der Zellschicht. Wir haben die etablierten 3D- Gewebemodelle mit verschiedenen N. gonorrhoeae-Stämmen und Derivaten infiziert, die verschiedene Phänotypen bezüglich der Adhäsion und der Invasion aufwiesen. Die Ergebnisse zeigten eine Unterbrechung der engen Zellverbindungen und eine Zunahme der Interleukin Produktion als Reaktion auf die Infektion, dessen Ausprägung allerdings stark von der Art des Stammes und des verwendeten Zelltyps abhängig ist. Darüber hinaus unterstützten die 3D- Gewebemodelle das bakterielle Überleben, was ein geeignetes In-vitro-Modell für Langzeit- Infektionsstudien liefert. Dies könnte vor allem auf die hohe Widerstandsfähigkeit der SIS- Gerüstmodelle gegen Infektionen in Bezug auf Veränderung der Permeabilität, Zellzerstörung und Bakterienwanderung zurückzuführen sein.
 
Während der Gonorrhoe-Infektion wandert ein hoher Anteil an Neutrophilen an den Ort der Infektion. Die Studie zeigte auch, dass N. gonorrhoeae in den Neutrophilen überleben konnten oder sich sogar in diesen vermehren konnten. Deshalb wurde besonderes die Interaktion zwischen Neutrophilen und N. gonorrhoeae näher betrachtet. Zu diesem Zweck haben wir ein 3D-Gewebemodell mit Hilfe einer dreifache Co-Kultivierung von menschlichen primären Fibroblasten Zellen, menschlichen kolorektalen Karzinomzellen und menschlichen Nabelvenenendothelzellen erstellt. Das Gewebemodell wurde anschließend mit N. gonorrhoeae infiziert. Ein perfusionsbasiertes Bioreaktorsystem wurde eingesetzt, um den Blutfluss auf der Seite der Endothelzellen nachzuahmen und somit konnte die Auswanderung menschlicher Neutrophile zur Infektionsstelle untersucht werden. Darüber hinaus konnte mit diesem Modell die Aufnahme von N. gonorrhoeae in menschliche Neutrophilen und deren Rückwanderung in den Blutfluss beladen mit N. gonorrhoeae nachgewiesen werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das in dieser Forschung vorgestellte 3D-Gewebemodell ein vielversprechendes Instrument zur Untersuchung von N. gonorrhoeae-Infektionen unter naturnahen Bedingungen darstellt.
KW  - 3D-Gewebemodell
KW  - 3D tissue model
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - Co-Kultur
KW  - Bioreaktor
KW  - Neutrophil
KW  - co-culture
KW  - bioreactor
KW  - neutrophil
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-204967
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Heydarian, Motaharehsadat
A1  - Rühl, Eva
A1  - Rawal, Ravisha
A1  - Kozjak-Pavlovic, Vera
T1  - Tissue models for Neisseria gonorrhoeae research — from 2D to 3D
JF  - Frontiers in Cellular and Infection Microbiology
N2  - Neisseria gonorrhoeae is a human-specific pathogen that causes gonorrhea, the second most common sexually transmitted infection worldwide. Disease progression, drug discovery, and basic host-pathogen interactions are studied using different approaches, which rely on models ranging from 2D cell culture to complex 3D tissues and animals. In this review, we discuss the models used in N. gonorrhoeae research. We address both in vivo (animal) and in vitro cell culture models, discussing the pros and cons of each and outlining the recent advancements in the field of three-dimensional tissue models. From simple 2D monoculture to complex advanced 3D tissue models, we provide an overview of the relevant methodology and its application. Finally, we discuss future directions in the exciting field of 3D tissue models and how they can be applied for studying the interaction of N. gonorrhoeae with host cells under conditions closely resembling those found at the native sites of infection.
KW  - ex vivo
KW  - biomimetic tissue models
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - in vivo
KW  - in vitro
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-263046
SN  - 2235-2988
VL  - 12
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Heydarian, Motaharehsadat
A1  - Schweinlin, Matthias
A1  - Schwarz, Thomas
A1  - Rawal, Ravisha
A1  - Walles, Heike
A1  - Metzger, Marco
A1  - Rudel, Thomas
A1  - Kozjak-Pavlovic, Vera
T1  - Triple co-culture and perfusion bioreactor for studying the interaction between Neisseria gonorrhoeae and neutrophils: A novel 3D tissue model for bacterial infection and immunity
JF  - Journal of Tissue Engineering
N2  - Gonorrhea, a sexually transmitted disease caused by the bacteria Neisseria gonorrhoeae, is characterized by a large number of neutrophils recruited to the site of infection. Therefore, proper modeling of the N. gonorrhoeae interaction with neutrophils is very important for investigating and understanding the mechanisms that gonococci use to evade the immune response. We have used a combination of a unique human 3D tissue model together with a dynamic culture system to study neutrophil transmigration to the site of N. gonorrhoeae infection. The triple co-culture model consisted of epithelial cells (T84 human colorectal carcinoma cells), human primary dermal fibroblasts, and human umbilical vein endothelial cells on a biological scaffold (SIS). After the infection of the tissue model with N. gonorrhoeae, we introduced primary human neutrophils to the endothelial side of the model using a perfusion-based bioreactor system. By this approach, we were able to demonstrate the activation and transmigration of neutrophils across the 3D tissue model and their recruitment to the site of infection. In summary, the triple co-culture model supplemented by neutrophils represents a promising tool for investigating N. gonorrhoeae and other bacterial infections and interactions with the innate immunity cells under conditions closely resembling the native tissue environment.
KW  - Triple co-culture
KW  - biomimetic 3D tissue model
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - perfusion-based bioreactor system
KW  - neutrophil transmigration
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-259032
VL  - 12
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Heydarian, Motaharehsadat
A1  - Yang, Tao
A1  - Schweinlin, Matthias
A1  - Steinke, Maria
A1  - Walles, Heike
A1  - Rudel, Thomas
A1  - Kozjak-Pavlovic, Vera
T1  - Biomimetic human tissue model for long-term study of Neisseria gonorrhoeae infection
JF  - Frontiers in Microbiology
N2  - Gonorrhea is the second most common sexually transmitted infection in the world and is caused by Gram-negative diplococcus Neisseria gonorrhoeae. Since N. gonorrhoeae is a human-specific pathogen, animal infection models are only of limited use. Therefore, a suitable in vitro cell culture model for studying the complete infection including adhesion, transmigration and transport to deeper tissue layers is required. In the present study, we generated three independent 3D tissue models based on porcine small intestinal submucosa (SIS) scaffold by co-culturing human dermal fibroblasts with human colorectal carcinoma, endometrial epithelial, and male uroepithelial cells. Functional analyses such as transepithelial electrical resistance (TEER) and FITC-dextran assay indicated the high barrier integrity of the created monolayer. The histological, immunohistochemical, and ultra-structural analyses showed that the 3D SIS scaffold-based models closely mimic the main characteristics of the site of gonococcal infection in human host including the epithelial monolayer, the underlying connective tissue, mucus production, tight junction, and microvilli formation. We infected the established 3D tissue models with different N. gonorrhoeae strains and derivatives presenting various phenotypes regarding adhesion and invasion. The results indicated that the disruption of tight junctions and increase in interleukin production in response to the infection is strain and cell type-dependent. In addition, the models supported bacterial survival and proved to be better suitable for studying infection over the course of several days in comparison to commonly used Transwell® models. This was primarily due to increased resilience of the SIS scaffold models to infection in terms of changes in permeability, cell destruction and bacterial transmigration. In summary, the SIS scaffold-based 3D tissue models of human mucosal tissues represent promising tools for investigating N. gonorrhoeae infections under close-to-natural conditions.
KW  - 3D tissue model
KW  - small intestinal submucosa scaffold
KW  - co-culture
KW  - infection
KW  - Neisseria gonorrhoeae
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-197912
SN  - 1664-302X
VL  - 10
IS  - 1740
ER  - 
TY  - THES
A1  - Küspert, Katharina
T1  - Interaktion pathogener Neisserien mit zellulären Rezeptoren: Molekulare Untersuchungen zu neisseriellen Adhäsinen und ihrer Wechselwirkung mit humanen CEACAMs
T1  - Interaction of pathogenic Neisseria with cellular receptors: Molecular analysis of neisserial adhesins and their interaction with human CEACAMs
N2  - Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae sind humanpathogene Vertreter der Gattung Neisseria. Diese Erreger verfügen über eine Reihe von Virulenzfaktoren, um erfolgreich den menschlichen Körper zu besiedeln. Dabei spielen die neisseriellen OpaCEA-Proteine eine wichtige Rolle. Diese Adhäsine binden an bestimmte Rezeptoren der humanen CEACAM-Familie, die auf unterschiedlichen Zelltypen im menschlichen Körper exprimiert werden. Die Interaktion der OpaCEA-Proteine mit der stark konservierten aminoterminalen Domäne von bestimmten CEACAMs führt zu einer Aufnahme der Bakterien in die Zellen. Dort können sie, vor der humoralen Immunantwort geschützt, persistieren oder sich durch Transzytose in tiefer gelegene Gewebe weiter ausbreiten und letztendlich eine disseminierte Krankheit auslösen. Da CEACAMs eine entscheidende Rolle bei der Infektion mit pathogenen Neisserien spielen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Interaktion dieser zellulären Rezeptoren mit pathogenen Neisserien und die daraus resultierenden molekularen Ereignisse auf bakterieller bzw. zellulärer Seite näher untersucht. Zunächst wurde eine neuartige Methode entwickelt, die im Gegensatz zu herkömmlichen Strategien eine schnelle und quantitative Erfassung von Neisserien-CEACAM-Interaktionen ermöglicht. Bei dieser Methode wurden GFP-fusionierte, lösliche aminoterminale CEACAM-Domänen eingesetzt, die spezifisch an OpaCEA-exprimierende Bakterien binden. Einzelne Bakterien einer Population, die mit den fluoreszierenden Rezeptordomänen assoziierten, konnten aufgrund ihrer erhöhten Fluoreszenz im Durchflußzytometer sehr schnell und quantitativ bestimmt werden. Diese Rezeptordomänen 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 löslichen, aminoterminalen Domäne 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 -Hämolysin möglicherweise virulenz-assoziiert ist. Die Erstellung dieses Transkriptionsprofils beruhte auf der Interaktion zwischen der aminoterminalen Domäne 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 über ein weiteres Adhäsin verfügen, das mit CEACAM1 assoziiert. Interessanterweise konnte gezeigt werden, dass für die CEACAM1-vermittelte Aufnahme dieser Opa-negativen Meningokokken mehrere extrazelluläre Domänen des Rezeptors notwendig sind. Im Gegensatz zur Aufnahme OpaCEA-exprimierender Bakterien war die aminoterminale Domäne essentiell, aber nicht ausreichend für diesen phagozytischen Vorgang, der unabhängig vom Aktinzytoskelett erfolgte. Auch bei Bindungsstudien mit löslichen CEACAM1 Konstrukten gab es Differenzen zwischen den opaquen und nicht-opaquen Bakterienstämmen. So zeigte sich, dass im Gegensatz zu OpaCEA-exprimierenden Meningokokken, die mit monomeren Formen des löslichen 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 können. Demgegenüber 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 ausgelöst 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 unabhängig von der Phosphorylierung der ITAM-ähnlichen Sequenz erfolgte, scheint dieses Molekül an einem neuartigen Signalweg beteiligt zu sein, der komplementär zu bereits bekannten CEACAM3-vermittelten Signalprozessen abläuft. Die in der vorliegenden Arbeit zusammengefassten Befunde liefern neue Einblicke in die Wechselwirkung zwischen pathogenen Neisserien und ihren Wirtszellen und können als Ausgangspunkt für interessante weiterführende Analysen dienen.
N2  - The human specific pathogens Neisseria meningitidis and Neisseria gonorrhoeae have developed several mechanisms to colonize their human host. Colonization can be mediated by binding of neisserial OpaCEA proteins to members of the human CEACAM-family, which are expressed in various human tissues and cell types. Interaction of OpaCEA proteins with the aminoterminal domain of these receptors results in the uptake of Neisseria into the cells, allowing the bacteria to escape host defences and to persist within the host. Besides, bacteria can transcytose across the mucosal barrier and cause systemic dissemination. As CEACAMs play an important role during infection with pathogenic Neisseria the aim of this doctoral thesis was to investigate Neisseria-CEACAM interactions and resulting molecular events on bacterial and cellular levels. Therefore, a novel method was developed which allows rapid and quantitative analysis of Neisseria-CEACAM association. Soluble GFP-tagged aminoterminal domains of CEACAMs are utilized for recognition of CEACAM-binding bacteria. Bacteria binding this receptor domains are therefore labelled with a fluorescent protein. Analysis via flow cytometry allows a rapid and specific detection of receptor binding events on a single bacteria level . The soluble receptor domains were also used as a molecular tool for microarray analysis to assess OpaCEA induced changes on transcriptional level in Opa-positive Neisseria meningitides MC58. Interaction of OpaCEA-expressing meningococci with soluble aminoterminal domains of CEACAM1 resulted in downregulation of 56 bacterial genes and upregulation of seven other genes. Interestingly, one of these upregulated genes might be involved in virulence due to its homology to an -hemolysin of other bacteria. OpaCEA proteins are the only neisserial proteins known that associate with CEACAM1. However, in this study a meningococcal strain was isolated, which does not express Opa-proteins but nevertheless specifically interacts with CEACAM1. Therefore, these Opa-negative meningococci must express an additional adhesin, which mediates CEACAM1-interaction. Internalisation of Opa-negative meningococci via CEACAM1 requires several extracellular domains of this receptor. In contrast to OpaCEA-expressing bacteria, the aminoterminal domain was necessary but not sufficient for internalisation. Differences between CEACAM1-binding of Opa-negative and Opa-positive meningococci were also observed by binding-assays with soluble CEACAM1 receptor. While Opa-positive meningococci associated with monomeric forms of soluble CEACAM1, Opa-negative meningococci bound exclusively to multimeric forms of soluble CEACAM1. CEACAM-interactions with Opa-negative meningococci were only observed for CEACAM1. OpaCEA-expressing Neisseria can interact with several members of the CEACAM family, amongst others CEACAM3. Interestingly, interaction of OpaCEA-expressing Neisseria with CEACAM3 causes the activation of c-Jun N-terminal kinase. Inhibition of this kinase resulted in a reduced CEACAM3-mediated uptake of Neisseria into the cells. Remarkably, activation of c-Jun N-terminal kinase was independent of phosphorylation of the ITAM-like sequence of CEACAM3. Therefore, c-Jun N-terminal kinase seems to be involved in a novel signaling pathway, complementary to known CEACAM3-mediated signaling processes. The results presented in this study give new insights regarding the interaction of pathogenic Neisseria and host cells and pave the way for further interesting studies.
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - Neisseria meningitidis
KW  - CEACAM
KW  - Opa
KW  - CEACAM
KW  - Opa
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25946
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Peters, Simon
A1  - Fohmann, Ingo
A1  - Rudel, Thomas
A1  - Schubert-Unkmeir, Alexandra
T1  - A Comprehensive Review on the Interplay between Neisseria spp. and Host Sphingolipid Metabolites
JF  - Cells
N2  - Sphingolipids represent a class of structural related lipids involved in membrane biology and various cellular processes including cell growth, apoptosis, inflammation and migration. Over the past decade, sphingolipids have become the focus of intensive studies regarding their involvement in infectious diseases. Pathogens can manipulate the sphingolipid metabolism resulting in cell membrane reorganization and receptor recruitment to facilitate their entry. They may recruit specific host sphingolipid metabolites to establish a favorable niche for intracellular survival and proliferation. In contrast, some sphingolipid metabolites can also act as a first line defense against bacteria based on their antimicrobial activity. In this review, we will focus on the strategies employed by pathogenic Neisseria spp. to modulate the sphingolipid metabolism and hijack the sphingolipid balance in the host to promote cellular colonization, invasion and intracellular survival. Novel techniques and innovative approaches will be highlighted that allow imaging of sphingolipid derivatives in the host cell as well as in the pathogen.
KW  - sphingolipids
KW  - host–pathogen interaction
KW  - Neisseria meningitidis
KW  - Neisseria gonorrhoeae
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-250203
SN  - 2073-4409
VL  - 10
IS  - 11
ER  - 
TY  - THES
A1  - Peterson, Lisa
T1  - CEACAM3-mediated phagocytosis of human-specific bacterial pathogens involves the adaptor molecule Nck
N2  - 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.
KW  - Adaptorproteine
KW  - Signaltransduktion
KW  - Phagozytose
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - Carcino-embryonales Antigen
KW  - Angeborene Immunität
KW  - Src-Proteine
KW  - Nichtrezeptor-Tyrosinkinasen
KW  - CEACAM3
KW  - Nck
KW  - ITAM
KW  - CEACAM3
KW  - Nck
KW  - ITAM
KW  - gonococci
KW  - phagocytosis
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-46378
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reimer, Anastasija
T1  - Search for novel antimicrobials against \(Neisseria\)  \(gonorrhoeae\) and \(Chlamydia\) \(trachomatis\)
T1  - Suche nach neuen Antimikrobiotika gegen \(Neisseria\)  \(gonorrhoeae\) und \(Chlamydia\) \(trachomatis\)
N2  - The obligate human pathogen Neisseria gonorrhoeae is responsible for the widespread sexually transmitted disease gonorrhoea, which in rare cases also leads to the development of disseminated gonococcal infection (DGI). DGI is mediated by PorBIA-expressing bacteria that invade host cells under low phosphate condition by interaction with the scavenger receptor-1 (SREC-I) expressed on the surface of endothelial cells. The interaction of PorBIA and SREC-I was analysed using different in vitro approaches, including surface plasmon resonance experiments that revealed a direct phosphate-independent high affinity interaction of SREC-I to PorBIA. However, the same binding affinity was also found for the other allele PorBIB, which indicates unspecific binding and suggests that the applied methods were unsuitable for this interaction analysis.
Since N. gonorrhoeae was recently classified as a “super-bug” due to a rising number of antibiotic-resistant strains, this study aimed to discover inhibitors against the PorBIA-mediated invasion of N. gonorrhoeae. Additionally, inhibitors were searched against the human pathogen Chlamydia trachomatis, which causes sexually transmitted infections as well as infections of the upper inner eyelid. 68 compounds, including plant-derived small molecules, extracts or pure compounds of marine sponges or sponge-associated bacteria and pipecolic acid derivatives, were screened using an automated microscopy based approach. No active substances against N. gonorrhoeae could be identified, while seven highly antichlamydial compounds were detected.
The pipecolic acid derivatives were synthesized as potential inhibitors of the virulence-associated “macrophage infectivity potentiator” (MIP), which exhibits a peptidyl prolyl cis-trans isomerase (PPIase) enzyme activity. This study investigated the role of C. trachomatis and N. gonorrhoeae MIP during infection. The two inhibitors PipN3 and PipN4 decreased the PPIase activity of recombinant chlamydial and neisserial MIP in a dose-dependent manner. Both compounds affected the chlamydial growth and development in epithelial cells. Furthermore, this work demonstrated the contribution of MIP to a prolonged survival of N. gonorrhoeae in the presence of neutrophils, which was significantly reduced in the presence of PipN3 and PipN4.
SF2446A2 was one of the compounds that had a severe effect on the growth and development of C. trachomatis. The analysis of the mode of action of SF2446A2 revealed an inhibitory effect of the compound on the mitochondrial respiration and mitochondrial ATP
production of the host cell. However, the chlamydial development was independent of proper functional mitochondria, which excluded the connection of the antichlamydial properties of SF2446A2 with its inhibition of the respiratory chain. Only the depletion of cellular ATP by blocking glycolysis and mitochondrial respiratory chain inhibited the chlamydial growth. A direct effect of SF2446A2 on C. trachomatis was assumed, since the growth of the bacteria N. gonorrhoeae and Staphylococcus aureus was also affected by the compound.
In summary, this study identified the severe antichlamydial activity of plant-derived naphthoquinones and the compounds derived from marine sponges or sponge-associated bacteria SF2446A2, ageloline A and gelliusterol E. Furthermore, the work points out the importance of the MIP proteins during infection and presents pipecolic acid derivatives as novel antimicrobials against N. gonorrhoeae and C. trachomatis.
N2  - Neisseria gonorrhoeae ist ein obligat humanpathogenes Bakterium, das für die weltweit verbreitete sexuell übertragbare Krankheit Gonorrhoe verantwortlich ist. In seltenen Fällen kann es auch zur Ausbildung der Disseminierten Gonokokken-Infektion (DGI) kommen, die mit der Expression des Gonokokken Oberflächenproteins PorBIA assoziiert ist. PorBIA-exprimierende Bakterien invadieren in die Wirtszelle unter phosphatfreien Bedingungen, was durch eine Interaktion mit dem zellulären Oberflächenrezeptor scavenger receptor-1 (SREC-I) vermittelt wird. Die direkte Interaktion zwischen PorBIA und SREC-I wurde mittels verschiedenster Methoden analysiert, einschließlich einer Oberflächenplasmonresonanz-analyse, die eine direkte Bindung von PorBIA zu SREC-I in einem phosphatunabhängigen Schritt aufzeigte. Allerdings wurde dieselbe Affinität auch zu PorBIB gefunden, was auf eine unspezifische Bindung hindeutet und dafür spricht, dass die verwendeten Methoden für diese Interaktionsanalyse ungeeignet sind.
N. gonorrheae wurde vor kurzem wegen der stetig steigenden Anzahl antibiotikaresistenter Stämme als „Superkeim“ bezeichnet. Aufgrund dessen wurden Inhibitoren gegen die PorBIA-vermittelte Invasion von N. gonorrhoeae, aber auch gegen Chlamydia trachomatis, den humanpathogenen Erreger von sexuell übertragbaren Infektionen und chronisch-follikulärer Bindehautentzündung, gesucht. 68 niedermolekulare Substanzen wurden mittels eines automatisierten Fluoreszenzmikroskopieverfahrens auf ihre inhibitorische Wirkung hin analysiert. Zu den getesteten Substanzen zählten pflanzenabstammende Stoffe, Isolate aus marinen Schwämmen oder Schwamm-assoziierten Bakterien, sowie Pipecolinsäure-Derivate. Gegen N. gonorrheae konnten keine Substanzen identifiziert werden, während sieben antichlamydiale Inhibitoren detektiert wurden. 
Pipecolinsäurederivate wurden synthetisiert als potentielle Inhibitoren des virulenz-assoziierten Proteins “macrophage infectivity potentiator” (MIP), das eine Peptidyl-Prolyl-cis-trans-Isomerase Aktivität besitzt. Diese Arbeit untersuchte die Rolle des MIP Proteins von N. gonorrhoeae und C. trachomatis während einer Infektion. Die zwei Inhibitoren PipN3 und PipN4 senkten die PPIase Aktivität des rekombinanten Chlamydien und Neisserien MIPs. Beide Substanzen beeinträchtigten das chlamydiale Wachstum und die Entwicklung in Epithelzellen. Ebenso konnte eine tragende Rolle des N. gonorrhoeae MIPs für das Überleben der Bakterien in Gegenwart von Neutrophilen aufgezeigt werden, das durch PipN3 und PipN4 inhibiert wurde. 
SF2446A2 war einer der Inhibitoren, der einen erheblichen Effekt auf das Wachstum und die Entwicklung von C. trachomatis aufgewiesen hat. Während der Analyse des Wirkmechanismus von SF2446A2 konnte eine Hemmung der mitochondrialen Atmungskette und eine Abnahme der mitochondrialen ATP Produktion in der Wirtszelle festgestellt werden. Allerdings war die Entwicklung von C. trachomatis unabhängig von der Funktionsfähigkeit der Mitochondrien. Eine Verbindung zwischen der antichlamydialen Wirkung von SF2446A2 und der Inhibierung der Mitochondrienatmungskette konnte damit ausgeschlossen werden. Nur das Reduzieren von zellulärem ATP durch Blockieren der Glykolyse und mitochondrialen Atmungskette verursachte eine Beeinträchtigung des Chlamydienwachstums. Eine direkte Auswirkung von SF2446A2 auf C. trachomatis wurde angenommen, da die Substanz auch das Wachstum von anderen Bakterien wie N. gonorrhoeae und Staphylococcus aureus inhibierte.
Zusammengefasst identifizierte diese Studie die antichlamydiale Aktivität pflanzenabstammender Naphthochinone und der Isolate aus marinen Schwämmen oder Schwamm-assoziierten Bakterien SF2446A2, ageloline A und gelliusterol E. Ebenso verdeutlicht die Arbeit die Bedeutung der MIP Proteine während der Infektion und legt Pipecolinsäurederivate als mögliche neue Antibiotika gegen N. gonorrhoeae und C. trachomatis nahe.
KW  - Neisseria gonorrhoeae
KW  - antibiotics
KW  - Chlamydia trachomatis
KW  - Antimikrobieller Wirkstoff
KW  - Pipecolinsäurederivate
KW  - Neisseria
KW  - Chlamydia
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-143168
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Remmele, Christian W.
A1  - Xian, Yibo
A1  - Albrecht, Marco
A1  - Faulstich, Michaela
A1  - Fraunholz, Martin
A1  - Heinrichs, Elisabeth
A1  - Dittrich, Marcus T.
A1  - Müller, Tobias
A1  - Reinhardt, Richard
A1  - Rudel, Thomas
T1  - Transcriptional landscape and essential genes of Neisseria gonorrhoeae
N2  - The WHO has recently classified Neisseria gonorrhoeae as a super-bacterium due to the rapid spread of antibiotic resistant derivatives and an overall dramatic increase in infection incidences. Genome sequencing has identified potential genes, however, little is known about the transcriptional organization and the presence of non-coding RNAs in gonococci. We performed RNA sequencing to define the transcriptome and the transcriptional start sites of all gonococcal genes and operons. Numerous new transcripts including 253 potentially non-coding RNAs transcribed from intergenic regions or antisense to coding genes were identified. Strikingly, strong antisense transcription was detected for the phase-variable opa genes coding for a family of adhesins and invasins in pathogenic Neisseria, that may have regulatory functions. Based on the defined transcriptional start sites, promoter motifs were identified. We further generated and sequenced a high density Tn5 transposon library to predict a core of 827 gonococcal essential genes, 133 of which have no known function. Our combined RNA-Seq and Tn-Seq approach establishes a detailed map of gonococcal genes and defines the first core set of essential gonococcal genes.
KW  - Neisseria gonorrhoeae
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-113676
ER  -