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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-49440
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2011/4944/


Effekte bakterieller Infektionen auf die Zellmigration am Beispiel von Yersinien

Effects of Yersinia enterocolitica infection on cell migration

Peters, Anna Franziska

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SWD-Schlagwörter: Zellmigration , Yersinia , Yersinia enterocolitica , Yersiniose , Infektion , Bakterielle Infektion
Freie Schlagwörter (Englisch): Yersinia, Yersinia enterocolitica, Cell migration
Basisklassifikation: 44.43
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Aepfelbacher, Martin (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 24.11.2010
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 17.01.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Yersinien translozieren über ihr Typ-III-Sekretionssystem Effektorproteine („Yersinia outer proteins“; Yops) direkt in ihre Zielzellen. In der vorliegenden Arbeit wurde deshalb der Effekt des Yersinia enterocolitica Wildtyps und aller 6 -Yops einzeln auf die Phagozytose, die Integrin-abhängige Migration und das Aktinzytoskelett von primären humanen Endothelzellen (HUVEC) untersucht. Unter Verwendung eines Migrations-Assays und ver-schiedener Färbe-Systeme wurden folgende Ergebnisse erzielt: Der Yersinien-Wildtyp (WA-314) ist in der Lage, seine eigene Phagozytose nahezu vollständig zu unterbinden. Dazu ist, wie hier quantitativ bestimmt wurde, keines der einzelnen Yops allein in der Lage. Zusätzlich beeinflussen die Yersinien auch das Wanderverhalten von infizierten Zellen. Dabei wurde der Einfluss der einzelnen Yops und des Yersinien-Wildtyps auf die Wandergeschwindigkeit und -orientierung der infizierten HUVEC-Zellen bestimmt. Von allen Yops übt YopH alleine, bezogen sowohl auf das Wanderverhalten als auch auf die Phagozytose, bereits den Hauptteil des Effekts des Wildtyp-Stamms aus. YopP zeigte keinen Einfluss auf die Phagozytose, sehr wohl aber auf das Aktin-Zytoskelett und das Wanderverhalten. Die beiden Funktionen Phagozytose und Migration können also von den Yops getrennt gesteuert werden. Der Wildtyp als auch die einzelnen Yops verändern, jeweils in unterschiedlichem und hier quantitativ beschriebenem Ausmaß, das Aktin-Zytoskelett der infizierten Zellen. Der Bakterienbefall reduziert das Teilungsverhalten der HUVEC-Zellen, dagegen beeinflussen weder der Yersinien-Wildtyp, noch einzelne Yops die Apoptose-Rate der infizierten HUVEC-Zellen.
Liegen Yersinien längere Zeit bei 37 °C vor, sind sie größtenteils Phagozytoseresistent und können die Zellmigration inhibieren, ein Prozess, der die Einleitung der sekundären Immunantwort verzögern kann und damit entscheidend zur Virulenz der Yersinien beiträgt.
Kurzfassung auf Englisch: Pathogenic bacteria of the genus Yersinia modulate cell functions by translocating six effector proteins (YopH, YopO, YopP/YopJ, YopE, YopM and YopT) into host cells via a type III secretion system. Here we assessed the effect of each individual Yop on migration of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) employing modular built Yersinia monosecretion mutants. We found that each single Yop inhibited endothelial cell migration to a significant degree as determined by reduction of the velocity and covered distance of the infected cells. Consequently, fully virulent Yersinia translocating all Yops highly effectively blocked endothelial cell migration at low bacteria to cell ratios (10 bacteria per cell). Whereas the effects of the Rho GTPase modulating YopE, -T and -O and the tyrosine phosphatase YopH was expected, the effects of YopM and YopP on cell migration were surprising. To obtain an activity profile of each Yop we determined the expression values of three specific actin structures (microspikes, lamellopodia and stress fibres) in infected- and uninfected cells 10 min and 2 h after initiation of migration, giving rise to six parameters. Each Yop displayed a specific activity profile, whereby YopE, -T and -H had strong effects on many (≥ 4) parameters and YopO, -M and –P had moderate effects on some (≤ 3) parameters. Finally, although they clearly modulated cell migration and at least some actin reorganisation, YopM and YopP (in contrast to YopE, -T, -H) did not inhibit phagocytosis of Yersinia, excluding general effects on the cytoskeleton. It can be concluded that all Yops influence cell migration on 2-dimensional substrates by different mechanisms.

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