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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-60577
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2013/6057/


Orientia tsutsugamushi Infektion in der Maus : Organtropismus und lymphozytenabhängige Immunantwort

Hauptmann, Matthias

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Infektion , Immunologie , CD8+ T-Zellen
Basisklassifikation: 42.63 , 42.30
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Fleischer, Bernhard (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 26.10.2012
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 15.02.2013
Kurzfassung auf Deutsch: Orientia tsutsugamushi (O. tsutsugamushi) ist ein obligat intrazelluläres Bakterium, das im Zytoplasma der Wirtszellen repliziert. Der Erreger ist vor allem in ländlichen Regionen Süd-Ost Asiens verbreitet und verursacht beim Menschen das sog. Tsutsugamushi-Fieber (engl. scrub typhus). Während die Infektion gut auf antibiotische Therapie anspricht, verläuft sie unbehandelt in 4 – 40 % der Fälle tödlich [4].
Welche Mechanismen für eine protektive Immunantwort notwendig sind oder eine Immunpathologie verursachen, ist bisher nur unvollständig verstanden. Während Forschungen der 1970-1980er Jahre zeigten, dass immunologischer Schutz gegen O. tsutsugamushi T-Zell-vermittelt ist [5, 6], wurden Subpopulationen von T-Zellen während der Infektion bis heute kaum differenziert analysiert.
Ziel dieser Arbeit war es, die Immunantwort gegen O. tsutsugamushi mit modernen Methoden zu untersuchen. Dazu wurde zunächst erfolgreich ein stabiles Infektionsmodell etabliert, bei dem BALB/c Mäuse subkutan mit infizierten L929 Zellen inokuliert werden. Die Infektion führt ab dem zwölften Tag nach der Infektion zu der Ausbildung von Krankheitssymptomen, repräsentiert durch die Fellbeschaffenheit der Mäuse. Nach ca. drei Wochen sind die Krankheitssymptome überwunden.
Um die Ausbreitung des Erregers genau nachvollziehen zu können, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine besonders sensitive quantitative PCR entwickelt, die multiple Allele eines O. tsutsugamushi Gens amplifiziert. Mit Hilfe dieser PCR konnte gezeigt werden, dass der Erreger zuerst den drainierenden Lymphknoten befiel, sich danach aber systemisch ausbreitete, wobei die höchste Parasitenlast in der Lunge gemessen wurde. Auch immunhistologisch konnten antigenpositive Erregerstrukturen in der Lunge nachgewiesen werden und etwa drei Wochen nach der Infektion entwickelte sich eine chronische Bronchopneumonie.
Bezüglich der Immunantwort gegen O. tsutsugamushi konnte mit Hilfe durchflusszytometrischer Methoden gezeigt werden, dass CD8+ T-Zellen massiv expandierten und einen aktivierten Phänotyp aufwiesen. Die Depletion von CD8+ T-Zellen während der Infektion sowie die Infektion von β2-Mikroglobulin-defizienten Mäusen, die keine CD8+ T-Zellen entwickeln, führten zu erhöhter Erregerlast im peripheren Blut sowie zu vermindertem Überleben gegenüber den Kontrollen. Funktionell zeigten Lymphozyten eine robuste IFN-γ Expression. Die Bedeutung von IFN-γ für die Erregerabwehr wurde durch in vivo Neutralisierung im Laufe einer etablierten O. tsutsugamushi Infektion untersucht. Die Erregerlast in derart IFN-γ-depletierten Mäusen war signifikant höher als in den Kontrolltieren. Durch in vitro Versuche konnte zudem gezeigt werden, dass eine Aktivierung durch IFN-γ für eine effektive Erregerbekämpfung in Makrophagen verantwortlich ist. Dabei hing die Erregerbekämpfung von der induzierbaren Stickstoffmonoxidsynthase (iNOS) ab. Während CD8+ T-Zellen in vivo expandierten und große Mengen IFN-γ produzierten, war in vitro eine verminderte Proliferation sowie eine verminderte Expression der T-Zell Rezeptor assoziierten Moleküle CD3 und CD8 zu sehen. Dieser T-Zellphänotyp könnte im Zusammenhang mit einer Erregerpersistenz stehen, die im Menschen und in Mausmodellen bereits gezeigt wurde [7-10].
Es wurde in dieser Arbeit also erfolgreich ein O. tsutsugamushi Mausmodell etabliert. Die Lunge wurde als eines der Hauptzielorgane des Erregers identifiziert. Damit übereinstimmend wurde eine chronische Bronchopneumonie gezeigt. Das Mausmodell spiegelt hiermit einen wichtigen Aspekt der humanen Infektion wider. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass CD8+ T-Zellen und IFN-γ zentrale Mechanismen einer effektiven Immunantwort gegen O. tsutsugamushi sind.
Die Daten tragen somit zu einem genaueren Verständnis der Immunantwort gegen O. tsutsugamushi und der Verbreitung im Wirtsorganismus bei. Zudem wurden mögliche Mechanismen aufgezeigt, die mit einer chronischen Erregerpersistenz in Verbindung stehen könnten.

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