Die alveoläre Echinokokkose ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die durch tumorartig in der Leber wachsende Larven (Metazestoden) des Fuchsbandwurms ausgelöst wird. Während Th1-dominierte Immunantworten zur Expulsion des Parasiten führen können, sind Th2-Antworten mit chronischer Infektion assoziiert. Über seine exkretorisch-sekretorischen Produkte (ESPs) nimmt Echinococcus multilocularis Einfluss auf die Polarisierung der Immunantwort. Allerdings ist bislang nur wenig über die zugrundeliegenden Mechanismen und aktiven Komponenten der ESPs bekannt.
Die Immunmodulation durch Eier des Pärchenegels Schistosoma mansoni, der wie E. multilocularis zu den Plattwürmern gehört, ist dagegen schon besser charakterisiert. Hier hat omega-1, eine Ribonuklease der T2-Familie, Aufmerksamkeit als starker Induktor von Th2-Antworten und als Hepatotoxin erregt.
Die Fragestellung dieser Arbeit war nun, ob die T2-RNase des Fuchsbandwurms (EmRNASET2) hinsichtlich ihrer Wirkungen auf Zellen des Immunsystems und der Leber Ähnlichkeiten mit omega-1 besitzt. Es konnte gezeigt werden, dass EmRNASET2 von allen Larvenstadien und auch vom adulten Wurm exprimiert wird. Der Einsatz polyklonaler Antikörper gegen rekombinant in Escherichia coli exprimierte recEmRNASET2 ermöglichte den Nachweis des Proteins in den ESPs von Primärzellen, die das frühe Stadium sich entwickelnder Metazestoden darstellen, und, wenngleich geringer ausgeprägt, in ESPs reifer Metazestoden.
Zur Untersuchung einer möglichen immunmodulatorischen Wirkung wurden dendritische Zellen (DCs) aus murinem Knochenmark generiert und mit Überständen recEmRNASET2-produzierender HEK-Zellen exponiert. Diese zeigten im Vergleich zu Überständen von mit leerem Transfektionsvektor behandelten HEK-Zellen keine signifikante Inhibition der LPS-induzierten Reifung und Interleukin-12-Produktion von DCs, wie sie für omega-1 beschrieben ist. Auch ein Pilotexperiment mit der Leberzelllinie Hep3B lieferte keinen Anhalt für eine hepatotoxische Wirkung von EmRNASET2. Somit sprechen die Ergebnisse dieser Arbeit gegen eine funktionelle Verwandtschaft von EmRNASET2 und omega-1. Unterstützt wird diese Beobachtung durch eine orientierende phylogenetische Untersuchung, in der sich EmRNASET2 näher verwandt zu einer zweiten T2-RNase von S. mansoni zeigte. Omega-1 könnte also das Resultat einer Genduplikation mit anschließender Akquirierung immunmodulatorischer Funktionen sein. / Alveolar Echinococcosis is a life-threatening disease caused by larvae (metacestodes) of the fox tapeworm, growing infiltratively in the liver. While Th1-dominated immune responses can lead to parasite expulsion, Th2-responses are associated with chronic infection. Through its excretory-secretory products (ESPs), Echinoccoccus multilocularis can influence polarisation of the immune response. However, little is known about the underlying mechanisms and active components of the ESPs.
In contrast, immunomodulation by eggs of the blood fluke Schistosoma mansoni, a flat worm like E. multilocularis, has already been characterised more intensively and omega-1, a ribonuclease of the T2-family, has been identified as a major inductor of Th2-responses and as hepatotoxin.
The aim of this study was to determine if the T2-RNase of E. multilocularis (EmRNASET2) has effects on cells of the immune system and the liver that are similar to those of omega-1. It could be shown that EmRNASET2 is expressed by all larval stages and by the adult worm. The use of polyclonal antibodies raised against the recombinantly expressed recEmRNASET2 allowed the detection of the protein in ESPs of primary cells, representing an early stage of developing metacestodes, and, however at a lower level, in ESPs of mature metacestodes.
In order to address a potential immunomodulatory role, dendritic cells (DCs) were generated from murine bone marrow and exposed to supernatants of recEmRNASET2-producing HEK-cells. Compared to supernatants of HEK-cells transfected with the empty vector, conditioned medium did not show a significant inhibition of the LPS-induced maturation and interleukin-12 production of DCs, as described for omega-1. Moreover, a pilot experiment using the liver cell line Hep3B did not show evidence for a hepatotoxic effect of EmRNASET2. The results of this work therefore do not speak for a functional similarity of EmRNASET2 and omega-1. These observations are underlined by phylogenetic analyses, showing that EmRNASET2 clusters with a second T2-RNase from S. mansoni. Omega-1 could therefore be the result of a gene duplication event, with subsequent acquisition of its immunomodulatory functions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:18106 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Benke, Dominik |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_mit_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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