IFN-γ-vermittelte Infektabwehr von <i>Toxoplasma gondii</i> in murinen Skelettmuskelzellen <i>in vitro</i>

Toxoplasma gondii ist ein weit verbreiteter intrazellulärer Parasit, der jede kernhaltige Zelle von warmblütigen Tieren und des Menschen infizieren kann. T. gondii persistiert in diesen Organismen besonders in Nerven- und Muskelgewebe lebenslang. In immunkompetenten Wirten verläuft eine Infektion meist asymptomatisch, jedoch kann die chronische Infektion in immunsupprimierten Individuen reaktivieren und unter anderem eine tödliche Enzephalitis auslösen. Ebenso kann T. gondii während einer Erstinfektion diaplazentar von der Mutter auf das ungeborene Kind übertragen werden und zu schweren Missbildungen des Fötus oder zum Abort führen. Einer der Hauptübertragungswege von Toxoplasma auf den Menschen ist die Aufnahme von Gewebszysten in unzureichend gegartem Fleisch chronisch infizierter Schlachttiere. Obwohl der Parasit bevorzugt im Muskelgewebe persistiert, ist bisher nur wenig über die Mechanismen bekannt, die zu seiner Differenzierung und Persistenz gerade dort führen. In dieser Arbeit wurde die Wirkung der proinflammatorischen Zytokine IFN-γ und TNF, die eine zentrale Rolle bei der Parasitenabwehr und Stadiendifferenzierung spielen, auf die Parasitenentwicklung in Skelettmuskulatur untersucht. Für die Analysen auf zellulärer Ebene wurden sowohl permanente C2C12-Myoblasten als auch primäre murine Skelettmuskelzellen (SMZ) verwendet. Beide SMZ-Linien wurden für die Experimente in vitro zu Myotuben differenziert. Die Differenzierung der SMZ wurde durch den Nachweis muskelspezifischer Marker verifiziert. In dieser Arbeit wurde ein deutlich antiparasitärer Effekt von IFN-γ in SMZ, aber in wesentlich geringerem Maße in Kontroll-Fibroblasten nachgewiesen. TNF hat nur in permanenten SMZ einen synergistischen Effekt zu IFN-γ und senkt die Wachstumsraten zusätzlich zu IFN-γ geringfügig. Bemerkenswerterweise wird die Stadienkonversion von Toxoplasma-Tachyzoiten in da s ruhende Bradyzoiten-Stadium durch die Zugabe von IFN-γ in SMZ und Fibroblasten gehemmt. Die Effektormechanismen der IFN-γ-vermittelten Parasitenabwehr gegen T. gondii umfassen unter anderem die Produktion von zytotoxischem Stickstoffmonoxid (NO) durch die induzierbare Stickstoffmonoxid Synthase (iNOS). Besonders in permanenten, aber auch in primären SMZ wurde im Gegensatz zu Fibroblasten eine deutliche Steigerung der Transkriptmengen des murinen iNOS-Gens NOS2 durch Aktivierung der Zellen mit IFN-γ gemessen. Ebenfalls wurde eine effektive Nitritproduktion nach IFN-γ-Aktivierung in SMZ bestätigt. Die Verwendung eines iNOS-Inhibitors zeigt jedoch, dass iNOS an der Abwehr von T. gondii in SMZ beteiligt ist, aber noch andere Mechanismen existieren müssen. Als weiterer IFN-γ-vermittelter Effektormechanismus ist die Aktivierung der IRG-Proteine (p47-GTPasen) beschrieben. In IFN γ-stimulierten SMZ und Fibroblasten findet eine gesteigerte Transkription der IRG-Gene Irga6 und Irgm3 in vitro statt. Außerdem wurde die Anlagerung von Irga6 auf der PVM in infizierten permanenten SMZ nach IFN γ-Aktivierung bestätigt. Ein IFN-γ-induzierter Parasitenegress aus der Wirtszelle mit anschließendem nekrotischen Zelltod konnte ausgeschlossen werden. Eine Hemmung der IFN-γ-vermittelten Signaltransduktion von NOS2, Irga6 und Irgm3 durch T. gondii besonders in SMZ wurde in hier bestätigt.In dieser Arbeit wird erstmals ein deutlicher Unterschied der IFN-γ-vermittelten Parasitenabwehr zwischen SMZ und Fibroblasten nachgewiesen. Dies unterstreicht eine zentrale Rolle von IFN-γ in der Interaktion von SMZ mit T. gondii, wie sie auch für andere Zelltypen beschrieben wurde. Jedoch scheint IFN-γ in SMZ keine Stadiendifferenzierung vom schnell replizierenden Tachyzoiten zum potentiell persistierenden Bradyzoitenstadium zu induzieren. Da mit konnten in dieser Arbeit wichtige neue Erkenntnisse über die Entwicklung und die Parasitenabwehr von Toxoplasma gondii in Skelettmuskelzellen erzielt werden.

Author dc:creator

• Takács, Anna Claudia

Contributors dc:contributor

• Lüder, Carsten Prof. Dr.
• Groß, Uwe Prof. Dr.
• Stülke, Jörg Prof. Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Biologie
• Toxoplasma Skelettmuskel IFN-γ Immunabwehr
• Toxoplasma skeletal muscle IFN-γ immune defence
• 42 Biologie
• WU 000: Mikrobiologie

Licence

• https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

Language dc:language

ger

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-465
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2968-7
webdoc-2968
663450438

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-AE07-5