Interference of Toxoplasma gondii with IFN-γ-regulated gene expression of its host cell
Der obligat intrazelluläre Parasit Toxoplasma gondii ist dazu fähig in seinem Wirt eine lebenslange persistierende Infektion zu etablieren. Diese Persistenz wird durch eine ganze Reihe von Immunevasions-Strategien des Parasiten erreicht. Eine solche Strategie ist die Parasiten-vermittelte Inhibierung der IFN-γ-induzierten MHC Klasse II Expression. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß lebende T. gondii die IFN-γ-induzierte MHC Klasse II Expression in der Monocyten/Makrophagen Zellinie RAW 264.7 inhibieren. Weitergehend zeigte sich, daß T. gondii dazu fähig ist, die mRNA Level von den meisten, aber nicht von allen hier untersuchten IFN-γ-regulierten Genen zu beeinflussen. Die Analyse der Vorraussetzungen, die der Parasit erfüllen muß, um die IFN-γ-induzierten MHC Klasse II Expression in murinen Macrophagen zu inhibieren, zeigten, daß die Invasion der Wirtszelle, nicht aber die intrazelluläre Vermehrung des Parasiten eine wichtige Rolle spielt. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß ein T. gondii Lysat den Effect von lebende Parasiten auf die IFN-γ-induzierte Hochregulierung der MHC Klasse II Expression nachahmen konnte. Allerdings hat die Analyse der hier involvierten zellbiologischen Mechanismen ergeben, daß lebende Parasiten und T. gondii Lysat auf unterschiedliche Weise in die IFN-γ-induzierte Signaltransduktion eingreifen. Das Molekül des Parasitenlysats, das an der Inhibierung der MHC Klasse II Expression beteiligt zu sein scheint, ist teilweise sensitiv gegen Behandlung mit Pronase, was auf die Involvierung eines Proteins hinweist. Experimente mit Parasiten, die von ihren Wirtszellen durch eine semipermeable Membran getrennt inkubiert wurden und die trotzdem die IFN-γ-induzierten MHC Klasse II Expression der nicht-infizierten Makrophagen inhibieren konnten, deuten darauf hin, daß sekretierte Faktoren des Parasiten eine Rolle spielen könnten. Allerdings haben verschiedene Päparationen von exkretorischen/sekretorischen (ES) Antigenen aus den drei spezifischen ES Organellen des Parasiten keinen inhibieren den Effekt auf die IFN-γ-induzierte Expression in nicht-infizierten Zellen gezeigt. Analysen der Mechanismen der T. gondii vermittelten Erniedrigung der MHC Klasse II Expression auf dem Level der Wirtszelle ergaben, daß lebende T. gondii und das Parasitenlysat auf unterschiedliche Weise eingreifen. Lebende Parasiten und T. gondii Lysat vermindern nicht die IFN-γ-induzierte nukleäre Translokation des signal transducer and activator of transcription (Stat) 1γ, aber in beiden Fällen ist die Expression des class II transactivator (CIITA) geringer als in nicht infizierten bzw. nicht Parasitenlysat behandelten Kontrollzellen. Bezeichnenderweise beeinflussen nur lebende Parasiten die Expression des interferon regulatory factor-1 (IRF-1). Des weiteren verringern beide, lebende T. gondii und Parasitenlysat, die transkriptionelle Aktivität des CIITA Promotor IV, während nur lebende T. gondii dazu fähig sind einen minimalen GAS enthaltenden Promotor zu beeinflussen, wie durch Luciferase Reporter Assays gezeigt werden konnte. Diese Ergebnisse deuten auf die Wichtigkeit der GAS-Sequenz und Stat1γ für die Beeinflussung der Aktivität von IFN-γ-regulierten Genen durch lebende T. gondii hin. Außerdem konnten Analysen der DNA-Bindungsaktivität von Stat1γ an die GAS-Sequenz zeigen, daß diese durch das Parasitenlysat nicht verändert wird. Im Gegensatz dazu verringern lebende Parasiten deutlich die Formierung des IFN-γ-induzierten GAS-Stat1γ-Stat1γ Komplexes, und induzieren statt dessen die Bildung eines zusätzlichen modifizierten GAS-enthaltenden Komplexes mit einer geringeren Elektromobilität, welcher nachweislich auch Stat1γ enthält. Präzipitation mit Oligonucleotiden, die die GAS-Sequenz enthalten gefolgt von 2D-Gelelektrophorese und MALDI-Tof Analysen konnten zeigen, daß T. gondii die Bindung von γ-Aktin an GAS-enthaltende DNA hemmt. Dieser Effekt findet unabhängig von Stimulierung mit IFN-γ und somit von der Bindung von Stat1γ an GAS statt. Des Weiteren konnte gezeigt werden, daß T. gondii die IFN-γ-induzierte Acetylierung des Histones H4 am CIITA Promotor IV inhibiert. Dieses Ergebnis weist darauf hin, daß T. gondii die Bildung des transkriptionellen Initiationskomplexes verhindert und somit die Transkription der betroffenen Gene inhibiert. T. gondii scheint also dazu fähig zu sein, die IFN-γ-induzierten Veränderungen die zur Initiation der Transkription am CIITA Promotor IV führen, zu inhibieren. Solche Mechanismen könnten dann nicht nur eine Rolle in der Inhibierung der IFN-γ-induzierten Expression von MHC Klasse II spielen, sondern eventuell auch andere IFN-γ-stimulierte Gene betreffen, welches wiederum zum intrazellulären Überleben und der Persistenz des Parasiten beitragen könnte.
570 Biowissenschaften, Biologie, Biologie, Toxoplasma gondii, IFN-gamma, MHC Klasse II, Stat1, GAS, CIITA Promotor IV, Histon H4, beta-Aktin, MHC class II, CIITA promoter IV, histone H4, beta-actin, 42.36, 42.15, 42.13, WH, WU
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