Toxoplasma gondii ist ein weltweit verbreiteter Parasit. In Europa ernährt sich der Endwirt (Katzen) hauptsächlich von kleinen Säugetieren wie Myodes glareolus und Microtus spp. (Wühlmäusen) und Apodemus spp., seltener von Mus spp. Erstere zeigen gegenüber Mus spp. erhöhte Prävalenzen von T. gondii und überleben diese eher als Mus spp. Daher wird vermutet, dass Wühlmäusen und Apodemus spp. eine größere Rolle als Zwischenwirte besitzen, als Mus spp. Der Schutz wird auf das IFN-γ-induzierte IRGb2-b1 zurückgeführt, die den zentralen parasitären Virulenzfaktor ROP5 inhibiert. Daher liegt der Fokus meiner Arbeit auf der protektiven Rolle von IRGb2-b1 bei der Infektion mit T. gondii in Wühlmäusen und Apodemus spp.
Mit dieser Arbeit trage ich nützliche Werkzeuge zur Erforschung von Wühlmäusen bei, wie ein rekombinantes M. glareolus IFN-γ Zytokin und neuartige Zellsysteme. Alle untersuchten Wühlmaus-Systeme besaßen einen Phänotyp bei Infektion mit in vivo Resistenz beschrieben wurde: einem IFN-γ-vermittelten Reduktion der Parasitenbürde (mit Wirtszelltod für Typ I Parasiten, ohne für Typ II). Darüber hinaus bestätigen vorläufige Resultate aus Wühlmäusen und Apodemus spp. in Deutschland hohe genetische Vielfalt der IRGb2 Untereinheit zeigen, insbesondere an der vermuteten Grenzfläche zum ROP5, was auf eine Rolle dieses Proteins bei der Infektion hindeutet. Um die Funktion der IRGb2-b1 Proteine zu untersuchen, habe ich ein Zellkultur System, entwickelt, welches erlaubt wild-derived Gene stabil zu exprimieren. Dieses Setup gestattet es, die Auswirkungen von Polymorphismen in Irg Genen bei der Infektion mit T. gondii zu evaluieren.
Insgesamt habe ich Werkzeuge erarbeitet, um den Ansatz der Öko-Immunologie in eine Labor-Umwelt zu bringen, wodurch die molekulare Untersuchung ökologisch relevanter Arten möglich wird. Durch Anwendung dieser Werkzeuge stütze ich die Hypothese, dass nicht-Mus Nagetiere, insbesondere M. glareolus, ein bedeutendes Reservoir für T. gondii darstellen. / Toxoplasma gondii is an ubiquitous parasite grouped in three main clonal lineages, type I-III. In Europe, felids, definitive hosts for the parasite, mostly prey on small mammals of Myodes glareolus and Microtus spp. (voles), and Apodemus spp., rather than Mus spp. Voles and Apodemus spp. also display higher T. gondii prevalence and survive infection to a larger extent than Mus spp., although tolerant Mus subspecies exist. This suggests that voles and Apodemus spp. are more relevant intermediate hosts than Mus spp.. Resistance to infection relies on the IFN-γ-induced IRGb2-b1, which inhibits the major parasite virulence factor ROP5. Thus, this work focuses on the protective role of IRGb2-b1 during T. gondii infection in voles and Apodemus spp.
With this project I contribute with valuable tools for research on voles, such as the supply of the recombinant M. glareolus IFN-γ cytokine and novel cell systems. All vole systems show a phenotype to type I infection which is associated with in vivo resistance in Mus spp: IFN-γ-mediated host cell death and a decrease in parasite burden. The latter without cell death was observed for type II parasites, suggesting novel protective mechanisms. Further, preliminary results from voles and Apodemus spp. in Germany confirm the expected high diversity in the IRGb2-like subunit, especially at the putative interface with ROP5, which suggests a role of the protein during infection. To assess the role of IRGb2-b1-like in this phenotype, I developed a system which allows establishment of cell lines stably expressing wild-derived Irg-like genes. This setup allows evaluation of the effect of polymorphisms of Irg-like genes during infection.
Taken together, I have provided tools to bring eco-immunology into a lab setting to perform molecular investigations of ecologically relevant species. Using these tools, I offer support for the hypothesis that non-Mus rodents, especially M. glareolus, constitutes a relevant T. gondii reservoir in Germany.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/22101 |
| Date | 24 April 2020 |
| Creators | Torelli, Francesca |
| Contributors | Seeber, Frank, Heitlinger, Emanuel, Lüder, Carsten |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | (CC BY 4.0) Attribution 4.0 International, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
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