Mycoplasma agalactiae Vpmas in der Erreger-Wirt-Interaktion

Forschungsprojekt P 14725Mycoplasma agalactiae Vpmas in der Erreger-Wirt-InteraktionChristine CITTI09.10.2000 Das Genus Mycoplasma besteht aus über 100 Arten-, von denen eine große Anzahl als pathogene Bakterien beschrieben und als klassische Erreger von Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier bekannt sind. Von den Erregern der Mykoplasmosen bei kleinen Wiederkäuern besitzt Mycoplasma agalactiae als Erreger der Kontagiösen Agalaktie der Schafe und Ziegen die größte Bedeutung. Diese Erkrankung gilt in der Veterinärmedizin als eine der wichtigsten durch Mykoplasmen hervorgerufenen Krankheiten, die durch Mastitis, Septikämie, Arthritis, Keratokonjunktivitis und sporadisch vorkommende Genitalerkrankungen charakterisiert ist. Aufgrund des Fehlens von effektiven Antibiotika, Vakzinen und kommerziell erhältlichen sensitiven serodiagnostischen Tests, sind die ökonomischen Verluste, die durch M. agalactiae in Milch- und Zuchttierbeständen hervorgerufen werden, ein großes Problem in vielen Ländern weltweit. Bis heute sind die Pathogenitätsfaktoren von M. agalacdiae, die für die Kolonisierung und Wirtsschädigung verantwortlich sind, nicht bekannt. Kürzlich konnte bei M. agalactiae eine Genfamilie aus verschiedenen Einzelkopie-Genen identifiziert werden, die in isogenen Populationen infolge von hochfrequenten DNA-Umlagerungen der Phasenvariation in der Expression prominenter Oberflächenproteine (Vpmas) unterliegen. Das Vorhandensein eines solchen genetischen Systems in einem Mikrooganismus, der nur mit einem minimalen Genom ausgestattet ist, unterstreicht die Bedeutung der Genprodukte und läßt die Frage nach ihrer pathogenetischen Funktion aufkommen. Während die molekulargenetischen und biochemischen Besonderheiten ähnlicher Systeme der Phasenvariation multipier Oberflächenproteine bei einigen anderen Mykoplasmenarten teilweise im Detail analysiert worden sind, ist über ihre Bedeutung und Funktion im Wirtsorganismus nur wenig bekannt. Auch wenn die schnelle Änderung ihrer Obertlichenstrukturen den zellwandlosen Mykoplasmen offensichtlich ein Unterlaufen der Immunabwehr im Wirt ermöglicht, ist ihre genaue Rolle in der Erreger-Wirt-Interaktion und in der Erregeradaptierung in den verschiedenen komplexen Nischen des Wirtes im Zuge einer Infektion noch unverstanden. Das Ziel dieses Projektes ist die Aufklärung des genetischen Mechanismus, der der intraklonalen Variabilität der Vpma-Oberflächenproteine von M. agalactiae zugrundeliegt, sowie die Ermittlung der pathogenetischen Bedeutung der Vpmas in der Erreger-Wirt-Interaktion. Das Vorliegen von sechs klonierten vpma-Genen läßt Strategien zu, um (i) Vpma-spezifische serologische Reagentien für die Identifizierung individueller Vpmas herzustellen, (ii) den genauen genetischen Mechanismus der vpma-Phasenvariation zu definieren, der eine ortsspezifische Rekombinase zur Erzeugung von DNA-Umlagerungen involviert, (iii) die In-vivo-Bedeutung der Vpma-Oszillation in Infektionsexperimenten mit isogenen Vpma-Expressionsvarianten zu erfassen, (iv) die Rolle der Vpmas in der Reduktion der Milchproduktion experimentell infizierter Tiere zu ermitteln, und (v) diehumorale Immunantwort des Wirtes während einer Infektion zu charakterisieren. Diese Untersuchungen lassen- nicht nur eine Vertiefung des Grundlagenwissens über die molekulafe Basis der Pathögenitätsmechanismen von M. agalactiae erwarten, sondern auch einen wesentlichen Beitrag auf dem Weg zur Entwicklung effektiver serologischer Tests für den Einsatz in der Diagnostik und Epidemlologe sowie gezielter Interventions- und Präventionsstrategien.