TY  - JOUR
A1  - Doran, Kelly S.
A1  - Fulde, Marcus
A1  - Gratz, Nina
A1  - Kim, Brandon J.
A1  - Nau, Roland
A1  - Prasadarao, Nemani
A1  - Schubert-Unkmeir, Alexandra
A1  - Tuomanen, Elaine I.
A1  - Valentin-Weigand, Peter
T1  - Host-pathogen interactions in bacterial meningitis
JF  - Acta Neuropathologica
N2  - Bacterial meningitis is a devastating disease occurring worldwide with up to half of the survivors left with permanent neurological sequelae. Due to intrinsic properties of the meningeal pathogens and the host responses they induce, infection can cause relatively specific lesions and clinical syndromes that result from interference with the function of the affected nervous system tissue. Pathogenesis is based on complex host-pathogen interactions, some of which are specific for certain bacteria, whereas others are shared among different pathogens. In this review, we summarize the recent progress made in understanding the molecular and cellular events involved in these interactions. We focus on selected major pathogens, Streptococcus pneumonia, S. agalactiae (Group B Streptococcus), Neisseria meningitidis, and Escherichia coli K1, and also include a neglected zoonotic pathogen, Streptococcus suis. These neuroinvasive pathogens represent common themes of host-pathogen interactions, such as colonization and invasion of mucosal barriers, survival in the blood stream, entry into the central nervous system by translocation of the blood-brain and blood-cerebrospinal fluid barrier, and induction of meningeal inflammation, affecting pia mater, the arachnoid and subarachnoid spaces.
KW  - microvascular endothelial cells
KW  - outer membrane protein
KW  - Neuroinfectiology
KW  - Bacterial meningitis
KW  - Pneumococci
KW  - Meningococci
KW  - Group B Streptococcus
KW  - Streptococcus suis
KW  - Escherichia coli K1
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-191034
VL  - 131
IS  - 2
ER  - 
TY  - THES
A1  - Spielmann, Fabian
T1  - Mutagenese der Kapsel-O-Acetyltransferase OatC von Serogruppe C Meningokokken
T1  - Mutagenesis of the Capsular O-acetyltranserase OatC of Serogroup C Meningococci
N2  - OatC ist die O-Acetyltransferase von Serogruppe C Meningokokken. Sie katalysiert die O-Acetylierung der Sialinsäurekapsel. Das Enzym konnte vor Beginn dieser Arbeit keiner bekannten Gruppe von Enzymen zugeordnet werden. Durch in vivo-Versuche und in vitro-Studien sollten weitere Erkenntnisse zu Lage und Struktur des aktiven Zentrums von OatC gewonnen werden. Die vorliegende Arbeit besteht aus drei Teilen: 1. Es sollte eine Meningokokken-Mutante mit einer Deletion des oatC -Gens hergestellt werden. 2. Das oatC -Gen sollte schrittweise verkürzt und in trans auf dem pAP1His Vektor in die oatC-Deletionsmutante eingebracht werden. 3. Gerichtete Mutagenese von Histidinresten, Serin 286 und Aspartat 376 sollte Aussagen über die in vivo-Relevanz der Aminosäuren ermöglichen. Die Mutanten wurden im ELISA auf Ihren O-Acetylierungsstatus hin überprüft. Die oatC -Deletionsmutante war erwartungsgemäß negativ. Bereits die erste Verkürzung von OatC um 16 Aminosäuren führte zu einem vollständigen Verlust der O-Acetylierung, der Austausch der Aminosäuren Histidin 399, Serin 286 und Aspartat 376 durch gerichtete Mutagenese ebenfalls. Wir spekulieren, dass der Verlust des C-Terminus zu einer veränderten Proteinfaltung führt oder eine katalytische Funktion des Histidin 456 eliminiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstützen die Hypothese, dass OatC der Gruppe der α/β-Hydrolasen zugeordnet werden kann (s. a. Bergfeld et al. 2009). Das katalytische Zentrum besteht aus Serin 286, Aspartat 376 und Histidin 399. Der Bereich um Histidin 456 beeinflusst die Funktion erheblich.
N2  - OatC is the capsular O-acetyltransferase of serogroup C meningococci. It catalyzes the O-acetylation of the sialic acid containing capsule. At the commencement of this work OatC could not be assigned to a known class of enzymes. Location and structure of the active site should be investigated by in vivo and in vitro studies. This work consists of three parts: 1. Generation of a meningococcal mutant with a deletion of the oatC gene. 2. Step-wise truncation of oatC, cloning into the vector pAP1His and subsequent transfer in trans into the oatC deletion mutant. 3. Site-directed mutagenesis of several histidine residues, serine 286 and aspartate 376 was performed to acquire knowledge on the in vivo relevance of these amino acids. The O-acetylation status was analyzed by ELISA. As expected, the deletion mutant was not acetylated. The truncation of 16 amino acids already caused a complete loss of function as well as the exchange of histidine 399, serine 286 and aspartate 376 by site-directed mutagenesis. We hypothesize that the loss of the C-terminus results in a change of protein folding or eliminates a catalytic function of histidine 456. The results of this work support the hypothesis that OatC can be assigned to the class of α/β fold hydrolases (see also Bergfeld et al. 2009). The catalytic site consists of serine 286, aspartate 376 and histidine 399. The vicinity of histidine 456 influences the enzyme's function significantly.
KW  - OatC
KW  - Serogruppe C
KW  - Meningokokken
KW  - O-Acetylierung
KW  - OatC
KW  - Serogroup C
KW  - Meningococci
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52775
ER  - 
TY  - THES
A1  - Getzlaff, Silke
T1  - Mechanismen der Serumresistenz von Serogruppe A Meningokokken unter besonderer Berücksichtigung der Kapsel und des Lipopolysaccharids
T1  - Mechanisms of serum resistance in serogroup A meningococci
N2  - Neisseria meningitidis ist Auslöser der Meningokokkenmeningitis und der gefürchteten Meningokokkensepsis, die mit einer hohen Letalität belastet sind. Meningokokken lassen sich anhand ihrer Polysaccharidkapsel in verschiedene Serogruppen einteilen, wobei die Serogruppen A, B, C, W135 und Y mit Krankheit assoziiert sind. Krankheitsisolate aus Serum oder Liquor sind fast ausnahmslos bekapselt, während Trägerisolate, die aus dem Nasopharynx von ca. 10% der gesunden Bevölkerung isoliert werden können, häufig unbekapselt sind. Das Komplementsystem, das einen wichtigen Abwehrmechanismus gegen Meningokokken darstellt, ist Teil der unspezifischen angeborenen Immunabwehr und besteht aus mehreren Serumproteasen, die in einer Kaskade der Reihe nach aktiviert werden, um am Ende eine Pore (MAC) in der Membran des Pathogens zu bilden. In dieser Arbeit wurden Faktoren untersucht, die Neisseria meningitidis dazu befähigen, im Serum zu überleben und der Lyse durch das Komplementsystem zu entgehen. Ein Schwerpunkt lag dabei auf den Serumresistenzmechanismen von Serogruppe A Meningokokken, vergleichend wurden anschließend die Mutanten der Serogruppen B, C, W135 und Y untersucht. Um den Einfluss verschiedener Pathogenitätsfaktoren auf die Serumresistenz zu beurteilen, wurden isogene knock-out Mutanten verwendet, die durch ELISA und Tricingel auf ihre Kapsel- und LPS Struktur überprüft wurden. Die Serumresistenz der Mutanten wurde durch Bakterizidietests bestimmt; zur Detektion der Bindung von Komplementkomponenten, Immunglobulinen und regulatorischen Proteinen wurden FACS Analysen, Western Blot und ELISA benutzt. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Kapsel der Serogruppe A Meningokokken essentiell für das Überleben im Serum ist. Die Expression der Polysaccharidkapsel führte auch bei den übrigen Serogruppen zu einer verminderten Deposition von Komplementkomponenten (C3, C4 und MAC) auf der Bakterienoberfläche. Die verminderte Komplementdeposition war nicht durch veränderte Antikörperbindung bedingt. Die bekapselten und unbekapselten Bakterien zeigten die gleichen Bindungsmuster von IgG und IgM. Auch Faktor H, ein wichtiger Regulator des Komplementsystems, ist an der Vermittlung der Serumresistenz durch die Kapsel nicht beteiligt. Die serumsensiblen unbekapselten Mutanten banden mehr Faktor H, als die entsprechenden bekapselten Meningokokken. Aus der Literatur ist bekannt, dass LPS Immunotyp und LPS Sialysierung die Serumresistenz pathogener Neisserien beeinflussen kann. Für den Serogruppe A Stamm konnte nur dann ein Überlebensvorteil durch LPS Sialysierung gezeigt werden, wenn die unbekapselte Mutante untersucht wurde. Die Expression eines verkürzten L8 LPS hingegen führte bei diesem Stamm unabhängig von der Kapselexpression zu einer erhöhten Serumresistenz. Besonders auffällig bei den entsprechenden Kontrollexperimenten mit Derivaten anderer Serogruppen war die außergewöhnliche Komplementdeposition durch den Serogruppe Y Stamm. In weiterführenden Experimenten konnten wir in Kooperation mit Dr. Sanjay Ram, Boston, zeigen, dass besondere Phosphoethanolamin Substitutionen des LPS für dieses Phänomen verantwortlich waren. Die vorliegende Arbeit beleuchtet die Komplexität der Auseinandersetzung von Meningokokken mit dem Komplementsystem. Sie zeigt auf, dass Klon spezifische Unterschiede für das Verständnis der Serumresistenz von Bedeutung sind. Die Experimente belegen, dass bei Serogruppe A Meningokokken neben der Kapsel auch das LPS einen modulierenden Einfluss auf die Serumresistenz hat.
N2  - Neisseria meningitidis causes meningitis and sepsis which are associated with high mortality. Meningococci are divided into different serogroups (A, B, C, W135 and Y) according to the chemical composition of the capsular polysaccharide. Meningococcus isolates from cerebrospinal fluid (CSF) or blood are usually encapsulated in contrast to isolates from the nasopharynx which often lack a capsule. The complement system is one of the most important defence mechanisms against infections with meningococci. It consists of several serine proteases that are sequentially activated and terminate in the formation of a transmembrane pore in the membrane of the pathogen. In this thesis the influence of factors mediating serum resistance were investigated. Therefore isogenic knock-out mutants were created and tested for their phenotype using ELISA and tricine gels. Serum resistance was examined using bactericidal assays; binding of complement components was measured by FACS analysis, ELISA and Western blotting. This study showed that the expression of the capsule is essential for serogroup A meningoccoci for survival in human serum. The expression of a polysaccharide capusule led to a decreased deposition of C3, C4 and membrane attack complex (MAC) on the bacterial surface. The amounts of antibodies bound to the surface of capsulated and uncapsulated meningococci were similar. Factor H is an important regulator of the complement system. The capsulated mutants bound less Factor H than the uncapsulated mutants, suggesting that factor H is not involved in the mediation of serum resistance of capsulated meningococci. Lipopolysaccharide and lipopolysaccharide sialylation are further factors influencing serum resistance. For serogroup A meningococci LPS sialylation increased the serum resistance only when looking at the unencapsulated mutant. Lipopolysaccharide truncated mutants showed a more resistant phenotype in both the capsulated and unencapsulated mutant. Experiments performed in this thesis shed light on the complexity of interactions between the complement system and meningococci. Further more, they showed that the capsule as well as the lipopolysaccharide has a modulating effect on serum resistance of meningococci.
KW  - Meningokokken
KW  - Serogruppe A
KW  - Komplement
KW  - Serumresistenz
KW  - Meningococci
KW  - serogroup A
KW  - complement
KW  - serum resistance
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-13636
ER  -