Listeria: Wichtige Faktoren für Zell-zu-Zell Verbreitung

Listeria monocytogenes ist ein opportunistischer intrazellulärer bakterieller Pathogen für den Menschen und eine Anzahl verschiedener Tierarten. L. monocytogenes befindet sich nach Aufnahme in die Wirtszelle in einer Membranvakuole. Das Bakterium bewirkt die Lyse dieser ersten Vakuole, gewinnt dadurch Zugang zum Wirtszellcytosol und verbreitet sich mit Hilfe von Actin-beruhender Mobilität von Zelle zu Zelle. Die Virulenz von L. monocytogenes korreliert direkt mit der Möglichkeit des Bakteriums sich von Zelle zu Zelle zu bewegen, ohne das intrazelluläre Milieu zu verlassen. Viele Faktoren wurden entdeckt, die für die intrazelluläre Lebensweise des Bakteriums benötigt werden. Die Rolle für die Virulenz von L. monocytogenes wurde vor allem in einem Mausmodell studiert. Einer der best-charakterisierten Virulenzfaktoren ist das lochformende Cytolysin Listeriolysin O (LLO). LLO wird in allen getesteten Mauszelllinien für die Lyse der primären Vakuole benötigt. Interessanterweise kann L. monocytogenes in Abwesenheit von LLO in der humanen epithelialen Zelllinie Henle 407 wachsen und sich von Zelle zu Zelle verbreiten. In Abwesenheit von LLO wird die Phospholipase PC-PLC benötigt, um die erste Vakuole zu lysieren. Da die meisten Studien mit Mauszellen durchgeführt wurden, könnte es durchaus sein, dass die Rolle der Phospholipase PC-PLC in einer humanen Infektion unterschätzt wurde. Im Rahmen des ersten Jahres meines Erwin Schrödinger Stipendiums konnte ich zeigen, dass PC-PLC die Vakuole von zwei weiteren humanen epithelialen Zelllinien, HeLa und Hep-2, lysieren kann. Es ist daher nicht spezifisch für Henle 407 Zellen, dass PC-PLC Membranvakuolen in humanen Zellen lysieren kann. Ferner konnte ich zeigen, dass trotz Überexpression von PC-PLC die Notwendigkeit von LLO für die Lyse der ersten Vakuole in der Mauszelllinie J774 nicht umgangen werden konnte. Während des zweiten Jahres will ich weiterhin die Rolle von PC-PLC in einer Infektion von menschlichen Zellen studieren. Im Speziellen werde ich die Notwendigkeit von PC-PLC für die Lyse der sekundären Doppelmembranevakuole von humanen epithelialen Zellen bestimmen. Weiters ist in dem Proposal für das zweite Jahr eine fluorescent activacted cell sorter (FACS)-based Strategie beschrieben, um neue bakterielle Faktoren zu identifizieren, die für die Zell zu Zell Verbreitung des Bakteriums benötigt werden. Transposon Mutagenese wird in einem grün fluoreszierenden Protein (GFP)-expremierenden L. monocytogenes Stamm durchgeführt und zusammen mit der FACS-beruhenden Strategie benützt, um Mutanten zu finden, die einen Defekt in der Zell zu Zell Verbreitung haben. L. monocytogenes ist ein attraktives Modellsystem, um molekulare Determinanten für intrazelluläre Pathogenität zu studieren. Die Entdeckung neuer Faktoren, die für die Zell zu Zell Verbreitung benötigt werden, und eine genaue Kenntnis der Funktion von Virulenzfaktoren fördern unser Verständnis von Virulenzmechanismen, die von diversen intrazellulären bakteriellen Pathogenen benutzt werden.