The intracellular pathogen Chlamydia is the causative agent of millions of new infections per year transmitting diseases like trachoma, pelvic inflammatory disease or lymphogranuloma venereum. Undetected or recurrent infections caused by chlamydial persistence are especially likely to provoke severe pathologies. To ensure host cell survival and to facilitate long term infections Chlamydia induces anti-apoptotic pathways, mainly at the level of mitochondria, and restrains activity of pro-apoptotic proteins. Additionally, the pathogen seizes host energy, carbohydrates, amino acids, lipids and nucleotides to facilitate propagation of bacterial progeny and growth of the chlamydial inclusion. At the beginning of this study, Chlamydia-mediated apoptosis resistance to DNA damage induced by the topoisomerase inhibitor etoposide was investigated. In the course of this, a central cellular protein crucial for etoposide-mediated apoptosis, the tumour suppressor p53, was found to be downregulated during Chlamydia infections. Subsequently, different chlamydial strains and serovars were examined and p53 downregulation was ascertained to be a general feature during Chlamydia infections of human cells. Reduction of p53 protein level was established to be mediated by the PI3K-Akt signalling pathway, activation of the E3-ubiquitin ligase HDM2 and final degradation by the proteasome. Additionally, an intriguing discrepancy between infections of human and mouse cells was detected. Both activation of the PI3K-Akt pathway as well as degradation of p53 could not be observed in Chlamydia-infected mouse cells. Recently, production of reactive oxygen species (ROS) and damage to host cell DNA was reported to occur during Chlamydia infection. Thus, degradation of p53 strongly contributes to the anti-apoptotic environment crucial for chlamydial infection. To verify the importance of p53 degradation for chlamydial growth and development, p53 was stabilised and activated by the HDM2-inhibiting drug nutlin-3 and the DNA damage-inducing compound etoposide. Unexpectedly, chlamydial development was severely impaired and inclusion formation was defective. Completion of the chlamydial developmental cycle was prevented resulting in loss of infectivity. Intriguingly, removal of the p53 activating stimulus allowed formation of the bacterial inclusion and recovery of infectivity. A similar observation of growth recovery was made in infected cell lines deficient for p53. As bacterial growth and inclusion formation was strongly delayed in the presence of activated p53, p53-mediated inhibitory regulation of cellular metabolism was suspected to contribute to chlamydial growth defects. To verify this, glycolytic and pentose phosphate pathways were analysed revealing the importance of a functioning PPP for chlamydial growth. In addition, increased expression of glucose-6-phosphate dehydrogenase rescued chlamydial growth inhibition induced by activated p53. The rescuing effect was even more pronounced in p53-deficient cells treated with etoposide or nutlin-3 revealing additional p53-independent aspects of Chlamydia inhibition. Removal of ROS by anti-oxidant compounds was not sufficient to rescue chlamydial infectivity. Apparently, not only the anti-oxidant capacities of the PPP but also provision of precursors for nucleotide synthesis as well as contribution to DNA repair are important for successful chlamydial growth. Modulation of host cell signalling was previously reported for a number of pathogens. As formation of ROS and DNA damage are likely to occur during infections of intracellular bacteria, several strategies to manipulate the host and to inhibit induction of apoptosis were invented. Downregulation of the tumour suppressor p53 is a crucial point during development of Chlamydia, ensuring both host cell survival and metabolic support conducive to chlamydial growth. / Intrazellulär lebende Chlamydien führen jährlich zu Millionen an Neuinfektionen und lösen Krankheiten wie das Trachom, eine Entzündung des Auges, sowie entzündliche Beckenerkrankungen oder Lymphogranuloma venereum, eine venerische Lymphknotenentzündung, aus. Unentdeckte oder wiederkehrende Infektionen, ausgelöst durch chronisch persistierende Chlamydien, führen häufig zu schwerwiegenden Komplikationen. Um das Überleben der Wirtszelle und dauerhafte Infektionen zu ermöglichen, induzieren Chlamydien antiapoptotische Signalwege, hauptsächlich auf Höhe der Mitochondrien, und beeinträchtigen darüber hinaus die Aktivität proapoptotischer Proteine. Energie, Kohlenhydrate, Aminosäuren, Lipide und Nukleotide bezieht der Krankheitserreger vollständig aus der Wirtszelle. Erst dadurch wird sowohl die Vermehrung der Bakterien, als auch das Wachstum der chlamydialen Inklusion ermöglicht. Zu Beginn dieser Arbeit wurde die Chlamydien-vermittelte Resistenz gegenüber induziertem Zelltod nach Schädigung der DNA durch den Topoisomerase-Inhibitor Etoposid untersucht. Im Zuge dessen wurde entdeckt, dass der Tumorsuppressor p53, ein zentrales zelluläres Protein entscheidend für die Etoposid-induzierte Apoptose, während Chlamydien-Infektionen herunterreguliert wird. Nachdem verschiedene chlamydiale Stämme und Serovare untersucht wurden, konnte festgestellt werden, dass es sich bei der Herunterregulierung von p53 um ein allgemeines Merkmal chlamydialer Infektionen von humanen Zellen handelt. Die Reduzierung der Proteinmenge von p53 wird dabei durch den PI3K-Akt Signalweg, Aktivierung der E3-Ubiquitin-Ligase HDM2 und abschließendem Abbau durch das Proteasom vermittelt. Zusätzlich wurde ein interessanter Unterschied zwischen Infektionen humaner und muriner Zellen entdeckt. Sowohl Aktivierung des PI3K-Akt Weges, als auch der Abbau von p53 konnten in Chlamydien-infizierten Mauszellen nicht beobachtet werden. Kürzlich wurde darüber berichtet, dass während chlamydialer Infektionen reaktive Sauerstoffspezies produziert werden und die DNA der Wirtszelle geschädigt wird. Demnach trägt der Abbau von p53 entscheidend dazu bei, ein für chlamydiale Infektionen maßgebliches, anti-apoptotisch geprägtes Umfeld zu generieren. Um die Bedeutung des Abbaus von p53 für Wachstum und Entwicklung von Chlamydien zu ermessen, wurde p53 durch den HDM2-inhibierenden Wirkstoff Nutlin-3, sowie die DNA-Schäden induzierende Verbindung Etoposid stabilisiert bzw. aktiviert. Die Entwicklung der Chlamydien, sowie die Ausbildung der Inklusion wurden dadurch überraschenderweise stark beeinträchtigt bzw. waren fehlerhaft. Die Vollendung des chlamydialen Entwicklungszyklus wurde verhindert, was den Verlust der Infektivität nach sich zog. Interessanterweise erlaubte das Entfernen des p53-aktivierenden Stimulus die Ausbildung der bakteriellen Inklusion und die Wiedererlangung der Infektivität. Eine ähnliche Beobachtung konnte in Zelllinien mit einer p53-Defizienz gemacht werden. Da bakterielles Wachstum und Ausbildung der Inklusion durch aktiviertes p53 stark eingeschränkt war, wurde vermutet, dass p53-vermittelte Inhibierung des zellulären Metabolismus am fehlerhaften Wachstum der Chlamydien beteiligt ist. Analyse von Glykolyse und Pentosephosphatweg (PP-Weg) zeigten den Stellenwert eines funktionierenden PP-Wegs für das Wachstum der Chlamydien auf. Zusätzlich konnte durch Überexpression der Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase das durch aktiviertes p53 gehemmte Wachstum der Chlamydien wiederhergestellt werden. Dieser Effekt war noch deutlicher in p53-defizienten Zellen, die mit Etoposid bzw. Nutlin-3 behandelt wurden. Demnach tragen auch p53-unabhängige Aspekte zur Einschränkung des chlamydialen Wachstums bei. Das Entfernen von reaktiven Sauerstoffspezies durch Antioxidationsmittel war jedoch nicht ausreichend zur Wiedererlangung der chlamydialen Infektivität. Demnach sind nicht nur die anti-oxidativen Eigenschaften des PP-Wegs sondern auch das Bereitstellen von Vorläufermolekülen für die Nukleotidsynthese, sowie dessen Beitrag zur DNA-Reparatur entscheidend für erfolgreiches Wachstum von Chlamydien. Veränderung der Signaltransduktion der Wirtszelle wurde bereits bei einigen Krankheitserregern nachgewiesen. Da reaktive Sauerstoffspezies und DNA Schäden häufig bei Infektionen intrazellulärer Bakterien auftreten, entstanden unterschiedliche Strategien, den Wirt zu manipulieren und das Einleiten des Zelltodes zu verhindern. Das Herunterregulieren des Tumorsuppressors p53 ist entscheidend während der Entwicklung von Chlamydien. Sowohl das Überleben der Wirtszelle, als auch die für chlamydiales Wachstum förderliche Unterstützung durch den Stoffwechsel werden dadurch gewährleistet.

Chlamydia trachomatis (Ctr), an obligate intracellular gram negative human pathogen, causes sexually transmitted diseases and acquired blindness in developing countries. The infectious elementary bodies (EB) of Ctr involved in adherence and invasion processes are critical for chlamydial infectivity and subsequent pathogenesis which requires cooperative interaction of several host cell factors. Few receptors have been known for this early event, yet the molecular mechanism of these receptors involvement throughout Ctr infection is not known. Chlamydial inclusion membrane serves as a signaling platform that coordinates Chlamydia-host cell interaction which encouraged me to look for host cell factors that associates with the inclusion membrane, using proteome analysis. The role of these factors in chlamydial replication was analyzed by RNA interference (RNAi) (in collaboration with AG Thomas Meyer). Interestingly, EphrinA2 receptor (EphA2), a cell surface tyrosine kinase receptor, implicated in many cancers, was identified as one of the potential candidates. Due to the presence of EphA2 in the Ctr inclusion proteome data, I investigated the role of EphA2 in Ctr infection. EphA2 was identified as a direct interacting receptor for adherence and entry of C. trachomatis. Pre-incubation of Ctr-EB with recombinant human EphA2, knockdown of EphA2 by siRNA, pretreatment of cells with anti-EphA2 antibodies or the tyrosine kinase inhibitor dasatinib significantly reduced Ctr infection. This marked reduction of Ctr infection was seen with both epithelial and endothelial cells used in this study. Ctr activates EphA2 upon infection and invades the cell together with the activated EphA2 receptor that interacts and activates PI3K survival signal, promoting chlamydial replication. EphA2 upregulation during infection is associated with Ctr inclusion membrane inside the cell and are prevented being translocated to the cell surface. Ephrins are natural ligands for Ephrin receptors that repress the activation of the PI3K/Akt pathway in a process called reverse signaling. Purified Ephrin-A1, a ligand of EphA2, strongly interferes with chlamydial infection and normal development, supporting the central role of these receptors in Chlamydia infection. Overexpression of full length EphA2, but not the mutant form lacking the intracellular cytoplasmic domain, enhanced PI3K activation and Ctr infection. Ctr infection induces EphA2 upregulation and is mediated by activation of ERK signaling pathway. Interfering with EphA2 upregulation sensitizes Ctr-infected cells to apoptosis induced by tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) suggesting the importance of intracellular EphA2 signaling. Collectively, these results revealed the first Ephrin receptor “EphA2” that functions in promoting chlamydial infection. In addition, the engagement of a cell surface receptor at the inclusion membrane is a new mechanism how Chlamydia subverts the host cell and induces apoptosis resistance. By applying the natural ligand Ephrin-A1 and targeting EphA2 offers a promising new approach to interfere with Chlamydia infection. Thus, the work provides the evidence for a host cell surface tyrosine kinase receptor that is exploited for invasion as well as for receptor-mediated intracellular signaling to facilitate the chlamydial replication. / Chlamydia trachomatis (Ctr) ist ein obligat intrazellulär lebendes Gram negatives Bakterium, das Geschlechtskrankheiten verursachen kann. In Entwicklungsländern führt es zudem häufig zu erworbener Blindheit. Die infektiösen Elementarkörper (EB) sind für die Anheftung an die Wirtszelle sowie die Aufnahme von Ctr in die Wirtzelle verantwortlich. Dies ist ein wichtiger Schritt, da nur so die sich anschließende Krankheitsentwicklung stattfinden kann. Diese ist auch abhängig vom engen Zusammenspiel der Ctr Proteine mit den Wirtszellfaktoren. Obgleich dieser Schritt so wichtig ist, wurden erst wenige Wirtszellrezeptoren gefunden und welche Rolle diese Rezeptoren im weiteren Verlauf der Infektion spielen, ist noch nicht richtig verstanden. Die chlamydiale Inklusionsmembran fungiert als Signalplattform, die das Zusammenspiel von Chlamydien und Wirtszelle koordiniert. In dieser Arbeit wurden die Wirtszellproteine, die an der Inklusionsmembran lokalisiert sind, mit Hilfe einer Proteomanalyse identifiziert. Anschließend wurde die Rolle dieser Proteine bei der Chlamydienvermehrung in einem RNAi screen untersucht (in Zusammenarbeit mit der AG Thomas Meyer). Hier wurde überraschenderweise der EphrinA2 Rezeptor, eine sich auf der Oberfläche der Zellen befindliche Rezeptor Tyrosin Kinase, die vor allem mit Krebs in Verbindung gebracht wird, als ein potentieller Kandidat identifiziert. Da die Proteomdaten gezeigt haben, dass EphrinA2 an der Inklusionsmembran lokalisiert ist, wurde die Rolle von EphrinA2 während der Ctr Infektion hier näher untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass EphrinA2 ein direkter Rezeptor für Ctr ist, der sowohl die Adhärenz als auch die Aufnahme von Ctr in die Wirtszelle bewerkstelligt. Vorinkubation von Ctr- EB mit rekombinantem menschlichen EphrinA2, das herunterregulieren von EphrinA2 mit Hilfe einer siRNA oder das Vorinkubieren der menschlichen Zelle mit Antikörpern gegen EphrinA2 oder dem Tyrosinkinase Inhibitor Dasatinib, reduzierten die Ctr Infektion signifikant. Diese drastische Reduktion der Ctr Infektion wurde sowohl in Epithelzellen als auch in Endothelzellen beobachtet. Ctr aktiviert EphrinA2 während der Infektion und invadiert die Wirtszelle zusammen mit dem aktivierten Rezeptor, dieser interagiert mit dem aktivierten PI3K Überlebenssignal, was die Replikation der Chlamydien ermöglicht. An der Inklusionsmembran akkumuliert EphrinA2, da der Transport von neuem Rezeptor zur Zellmembran unterbunden ist. Ephrine sind die natürlichen Liganden der Ephrinrezeptoren, sie unterdrücken die Aktivierung des PI3K/Akt Signalweges in einem Prozess, der reverse Signalübertragung genannt wird. Aufgereinigtes Ephrin-A1, ein Ligand des EphrinA2 Rezeptors, verhindert eine normale Chlamydieninfektion, was eine zentrale Rolle dieses Rezeptors weiterhin bestätigt. Die Überexpression von EphrinA2, erhöhte die PI3K Aktivierung und Ctr Infektion. Dies war nicht der Fall, wenn eine Mutante, der die intrazelluläre Domäne fehlt, überexprimiert wurde. Eine Ctr Infektion induziert die Hochregulierung von EphrinA2, welche durch die Aktivierung des ERK Signalwegs bewerkstelligt wird. Wenn die Hochregulierung von EphrinA2 verhindert wird, werden Ctr infizierte Zellen sensitiver für Apoptose induziert durch tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), was ein weiter Hinweis für die Bedeutung der intrazellulären EphrinA2 Signalübermittlung ist. Insgesamt haben diese Ergebnisse den ersten Ephrin Rezeptor "EphA2" offenbart, der in der Förderung chlamydialer Infektionen fungiert. Hinzu kommt, dass die Bindung eines Oberflächenrezeptors an die Inklusionsmembran ein neuer Mechanismus ist, die Wirtszelle zu verändern und eine Apoptoseresistenz in der Zelle zu induzieren. Die Zugabe des natürlichen Liganden Ephrin-A1 eröffnet eine neue vielversprechende Möglichkeit Chlamydieninfektionen zu bekämpfen. Daher liefert diese Arbeit erste Hinweise, das eine Wirtszelltyrosinkinase, die sich an der Zelloberfläche befindet, notwendig ist für die Invasion und die intrazelluläre Signalübermittlung, welche für die chlamydiale Replikation notwendig ist, essentiell ist.

Members of the family Chlamydiae cause a wide range of diseases. Chlamydia trachomatis and C. pneumoniae are most commonly associated with human disease. C. psittaci and C. pecorum are largely animal pathogens, although C. psittaci can cause pneumonia in the elderly and immunocompromised. A vaccine against these pathogens is desirable, but although multiple vaccine regimens have been examined, none have proven truly effective. Studies were conducted to evaluate the use of recombinant vaccinia virus (VV) vectors encoding chlamydial proteins as vaccine candidates using a guinea pig model. In the first study, guinea pigs were immunized with varying amounts of attenuated VV encoding either the M6 protein of Streptococcus pyogenes or chloramphenicol acetyl transferase (CAT) from E. coli. The purpose of this study was: (1) determine how much attenuated virus can be given intranasally to guinea pigs without causing death; (2) characterize the humoral and secretory antibody response to both the viral vector and M6 protein; and (3) develop a protocol for animal manipulation, and sample collection and storage for use in future research. The results obtained indicate that 10⁹ PFU of attenuated VV can be given intranasally to guinea pigs. Serum IgG was detected against VV proteins, as determined by immunoblotting. Antibodies against M6 could not be similarly detected in serum, or by direct enzyme linked immunosorbant assay (ELISA). IgG could not be detected by immunoblotting against either VV or M6 in saliva. The purpose of the second part of this research was to evaluate the potential efficacy of a vaccine using the C. psittaci guinea pig inclusion conjunctivitis (GPIC) strain proteins IncA and TroA. Guinea pigs were immunized intranasally with either PBS, control vaccinia virus, rVV:IncA, or rVV:TroA. Three weeks after immunization animals were challenged by ocular infection with C. psittaci elementary bodies (EBs). Eye swabs were taken following challenge and titered to determine the chlamydial load. Results indicate that rVV:TroA provides no protection against chlamydial challenge. Titers from rVV:IncA immunized animals appeared to be somewhat lower than those of the controls on day 4 post-challenge. This difference, however, proved not to be statistically significant. A single immunization with rVV:IncA or rVV:TroA was thus shown not lead to a protective immune response in guinea pigs under the conditions tested. / Graduation date: 2002

Tetracycline is a front line antibiotic for the treatment of chlamydial infections in both humans and animals, and the emergence of tetracycline resistant (tet[superscript R]) Chlamydia is of significant clinical importance. Recently, several tet[superscript R] chlamydial strains have been isolated from swine (Sus scrofa) raised in production facilities in Nebraska. Here, the intracellular development of two C. suis tet[superscript R] strains, R19 and R27, is characterized through the use of tissue culture and immunofluorescence. The strains grow in tetracycline up to 4 ��g/ml, while a tetracycline sensitive (tet[superscript S]) C. suis swine strain (S45) and a C. trachomatis strain of the human serovar L2 (LGV-434) grow in tetracycline up to 0.1 ��g/ml. Although inclusions form in the presence of tetracycline, many contain large aberrant RBs that do not differentiate into infectious EBs. The percentage of inclusions containing typical developmental forms decreases with increasing tetracycline concentrations, and at 3 ��g/ml of tetracycline, 100% of inclusions contain aberrant RBs. However, upon removal of the tetracycline, the aberrant RBs revert to typical RBs and a productive developmental cycle resumes. In addition, inclusions were found that contained both C. suis R19 and C. trachomatis L2 after sequential infection, demonstrating that two biologically distinct chlamydial strains could both develop within a single inclusion. / Graduation date: 2002

Thesis (Ph. D.)--Oregon State University, 2007. / Printout. Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.

Bakgrund: Klamydia är den vanligaste sexuellt överförbara sjukdomen i Sverige och i andra europeiska länder. I dagens samhälle finns det många förändringar i attityder och beteenden som leder till sexuellt risktagande. Klamydia är en väldigt förrädisk sjukdom på grund av dess många gånger asymtomatiska natur. På grund av det faktum att många individer är omedvetna om infektionen kan den orsaka mycket skada. Syfte: Syftet med studien var att få en inblick i hur kvinnor och män upplever en klamydiainfektion Metod: En litteraturbaserad studie med kvalitativ ansats. Resultat: Många negativa känslor avslöjades i samband med att få beskedet om infektionen. Exempel på några vanliga känslor är stigmatisering, smutsighetskänsla och förtvivlan. Män och kvinnor reagerade olika på beskedet. Oro för infertilitet och hur partnern skulle reagera vid avslöjandet var något som framkom. Många individer upplevde sig illa behandlade av vårdpersonal när de uppsökte vården. Konklusion: Infektionen utlöser negativa känslor och utmanar självbilden av att vara en skötsam person. Det är stor oro för komplikationer och att bli dömda av andra. Bemötandet i vården är något som kan påverka hur individen upplever sin infektion. / Background: Chlamydia is the most common STD in Sweden and other European countries. There are a lot of changes in attitudes and behaviors in the society today which leads to risky sexual activities. Chlamydia is a very traitorous disease because of its very often asymptomatic nature. The fact that a lot of people are unaware of the infection, it can cause lots of damage. Aim: The aim of this study was to get an insight in women and men`s experiences of having Chlamydia. Method: A literature review with a qualitative approach. Result: A lot of negative emotions were elicited in connection with the notification of the disease. Common feelings such as stigma, contamination and despair are a few examples. Men and women reacted differently to the notification. Concerns about infertility and how the partner would react when notified was something that emerged. A lot of people experienced bad encounters with the nursing staff when they sought care. Conclusion: The infection triggers negative feelings and challenge the self image of being a proper person. There is a great concern due to complications and becoming judged by others. The care encounters is something that can affect how persons experience its infection.

Diss.--Ulm--Universität, 2004. / Bibliogr. p. 163-188.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2009.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Pharmacie : Nantes : 2009. / Bibliogr.

Dissertation (Ph.D.)--Auburn University, / Abstract. Vita. Includes bibliographic references (p.81-103).