Glykosylierung von Acanthamoeba castellanii

Die Glykokonjugate der Zelloberfläche und ihre Liganden spielen eine bedeutsame Rolle bei Interaktionen zwischen verschiedenen Zellen, sowohl innerhalb eines Organismus als auch zwischen Symbionten bzw. Pathogenen und ihren Wirten. Protozoen, u.a. diverse Amöben und Trypanosomatide, exprimieren eine Bandbreite an kürzlich entdeckten, glykosylierten, Makromolekülen, z.B. Lipophosphoglykane (LPG) und Glykosylinositolphospholipide (GIPLs), und für diese Organismen spezifische O-Glykane. Die Vertreter des Genus Acanthamoeba sind weit verbreitete, in Gewässern und Böden lebende Amöben, die allerdings im Menschen auch ernsthafte Erkrankungen, v.a. Keratitis ("Amöbenkeratitis") bei Kontaktlinsenträgern bzw. granulomatöse Amöbenenzephalitis bei Immunsupprimierten, hervorrufen können. Im Falle der Amöbenkeratitis (ein Mannose bindendes Protein ist bei der Anhaftung an die Cornea beteiligt) ist oftmals eine Transplantation der Cornea unumgänglich, die granulomatöse Amöbenenzephalitis hingegen verläuft in der Regel tödlich. Das Genom eines Acanthamoeba castellanii Stamms, "Neff-Stamm", wird gegenwärtig im Zuge eines Projekts entschlüsselt, über sein "Glykom" ist hingegen wenig bekannt. Vor über 30 Jahren wurde zwar ein Lipophosphonoglykan hinsichtlich seines Fettsäure-, Inositol-, Phosphoethanolamin- und Monosaccharidgehalts beschrieben, seine Gesamtstruktur wurde jedoch nicht ermittelt. Rückblickend könnte dieses Glykokonjugat durchaus Ähnlichkeit mit den Lipophosphoglykanen der Trypanosomatiden bzw. denen von Entamoeba histolytica, aufweisen. Aus diesem Grunde ist es eines der Hauptziele des beantragten Projekts das besagte Lipophosphonoglykan in Acanthamoeba unter Anwendung moderner analytischer Methoden, u.a. MALDI-TOF, ESI und GC gekoppelter Massenspektrometrie, zu charakterisieren. Ähnliche Methoden werden auch angewandt werden, um die N-Glykane dieser Spezies hinsichtlich ihrer Unterschiede und Ähnlickeiten zu den N-Glykanen anderer Einzeller, u.a. der Trypanosomatiden und der freilebenden, nicht pathogenen Amöbe Dictyostelium discoideum, zu untersuchen. Dies wird zu einer tieferen Kenntnis des Glykoms des Genus Acanthamoeba führen, welche, falls ausreichende Unterschiede hinsichtlich des Glykoms bei den diversen Spezies dieses Genus beobachtet werden, auch einer neuen Methode der taxonomischen Unterscheidung von Acanthamoeba Isolaten den Weg bereiten könnte. Weiters werden diese Untersuchungen glykobiosynthetische Studien ermöglichen, die zur Entdeckung neuer Zielmoleküle für Chemotherapien führen könnten.

Die Glykokonjugate der Zelloberfläche und ihre Liganden spielen eine bedeutsame Rolle bei Interaktionen zwischen verschiedenen Zellen, sowohl innerhalb eines Organismus als auch zwischen Symbionten bzw. Pathogenen und ihren Wirten. Protozoen, u.a. diverse Amöben und Trypanosomatide, exprimieren eine Bandbreite an kürzlich entdeckten, glykosylierten, Makromolekülen, z.B. Lipophosphoglykane (LPG) und Glykosylinositolphospholipide (GIPLs) sowie spezifische O-Glykane. Die Vertreter des Genus Acanthamoeba sind weit verbreitete, in Gewässern und Böden lebende Amöben, die allerdings im Menschen auch ernsthafte Erkrankungen, v.a. Keratitis ("Amöbenkeratitis") bei Kontaktlinsenträgern bzw. granulomatöse Amöbenenzephalitis bei Immunsupprimierten, hervorrufen können. Im Falle der Amöbenkeratitis (ein Mannose bindendes Protein ist bei der Anhaftung an die Cornea beteiligt) ist oftmals eine Transplantation der Cornea unumgänglich, die granulomatöse Amöbenenzephalitis hingegen verläuft in der Regel tödlich. Über das Glykom von Acanthamoeba Stämmen ist hingegen wenig bekannt. Vor über 30 Jahren wurde zwar ein Lipophosphonoglykan hinsichtlich seines Fettsäure-, Inositol-, Phosphoethanolamin- und Monosaccharidgehalts beschrieben, seine Gesamtstruktur wurde jedoch nicht ermittelt; im Rahmen dieses Projekts wurde weitere Information über die Zusammensetzung dieses Moleküls gewonnen. Der Hauptteil der Arbeit war, aber, die Anwendung moderner analytischer Methoden um die N-Glykane zu charakterisieren und deren Unterschiede und Ähnlichkeiten zu den N-Glykanen anderer Einzeller, u.a. der Trypanosomatiden, Trichomonaden und der freilebenden, nicht pathogenen Amöbe Dictyostelium discoideum, zu untersuchen. Unsere Arbeit führte zu einer tieferen Kenntnis des Glykoms des Genus Acanthamoeba, welche möglicherweise auch einer neuen Methode der taxonomischen Unterscheidung von Acanthamoeba Isolaten den Weg bereiten könnte.