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Persistent bacterial infections : identification of immunogenic structures of Borrelia burgdorferi sensu lato and Chlamydophila pneumoniae by phage surface display

Persistent bacterial infections : identification of immunogenic structures of Borrelia burgdorferi sensu lato and Chlamydophila pneumoniae by phage surface display

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Prüfsumme: MD5:d91a178386dc2fbe2822998b0cef19df

MÜLLER, Markus, 2004. Persistent bacterial infections : identification of immunogenic structures of Borrelia burgdorferi sensu lato and Chlamydophila pneumoniae by phage surface display [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz

@phdthesis{Muller2004Persi-7955, title={Persistent bacterial infections : identification of immunogenic structures of Borrelia burgdorferi sensu lato and Chlamydophila pneumoniae by phage surface display}, year={2004}, author={Müller, Markus}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

2004 application/pdf 2011-03-24T17:38:49Z eng Müller, Markus Identifizierung immunogener Strukturen von Borrelia burgdorferi sensu lato und Chlamydophila pneumoniae mittels Phage Display Persistent bacterial infections : identification of immunogenic structures of Borrelia burgdorferi sensu lato and Chlamydophila pneumoniae by phage surface display unknown Müller, Markus 2011-03-24T17:38:49Z In dieser Arbeit wurden die immunogenen (Antikörper induzierenden) Eigenschaften von Borrelia burgdorferi s.l. und Chlamydophila pneumoniae, beides Pathogene, die in Menschen über Jahre persistieren können, wurden untersucht.<br />B. burgdorferi s.l. ist der Verursacher der Lyme Borreliose (LB) und Persistenz kann in Menschen zu Spätmanifestationen wie Acrodermatitis chronica atropicans, Arthritis und Neuroborreliose führen.<br />C. pneumoniae stellt ein weit verbreiteter Atemwegserreger dar, der zu Lungenentzündungen und Bronchitis führen kann. Infektionen wurden mit chronisch, degenerativen Erkrankungen wie Atherosklerose, Asthma, Multiple Sklerose und Alzheimer assoziiert. Einige Untersuchungen deuten vor allem auf eine Rolle von<br />C. pneumoniae in der Atheroskleroseentwicklung hin, aber dies wird kontrovers diskutiert.<br />Die Diagnose einer Infektion mit diesen Bakterien wird hauptsächlich mittels serodiagnostischen Tests erstellt, welche weit davon entfernt sind zufrieden stellend zu sein. Die Diagnose könnte durch die Verwendung passender rekombinanter Antigene anstelle von reinen Bakterien-Extrakt verbessert werden. Daher war die Hauptfragestellung die Identifizierung von antigenen Strukturen von B. burgdorferi s.l. und C. pneumoniae mittels Affinitätsselektion einer genomischen Phagen Oberflächen Bibliothek gegen Seren von infizierten Patienten.<br /><br />1. Zufällige genomische Bibliotheken wurden für beide Bakterien hergestellt. Die Diversität der Bibliotheken variierte zwischen 3,3x 106 für B. afzelli, 8,2x 106 für C. pneumonaie und 7,5x 107 für B. burgdorferi s.s und B. garinii, und war umfassend genug alle Gene die im bakteriellen Genom kodiert sind zu repräsentieren.<br /><br />2. Das Protokoll der Affinitätsselektion und der Phagenvektor wurden verändert, was eine Anreicherung von Phagen gegen IgG Antikörpern von infizierten Patienten erlaubte. Die erfolgreiche Anreicherung wurde zum Beispiel in einem fünffachen Anstieg in der Anzahl eluierter Phagen im Vergleich zur letzten Waschfraktion für die Borrelien-Bibliothek beobachtet. Die Gesamtzahl eluierter Phagen stieg für die Chlamydien-Selektion um über 950% an.<br /><br />3. Die angereicherten Phagen brachten neun Borrelien-Proteine zusammen mit dem bekannten Antigen BBK32 hervor. Für C. pneumoniae wurden 10 offene Leserahmen angereichert. Das polymorphic membrane protein 19 (pmp19) wurde als Hauptantigen identifiziert (~50% der Klone), die neun weiteren Proteine wurden mit geringerer Häufigkeit detektiert.<br /><br />4. Eine Pilotuntersuchung zweier Borrelien-Proteine (ctc, flgL) zeigte für ctc im ELISA eine höhere Reaktivität mit den Seren von LB Patienten als mit Seren von sero-negativen Kontrollen. Deshalb hat das ctc Protein ein immunogenes Potential in der Borreliose.<br /><br />Zusammenfassend wurde die Phagenoberflächenpräsentations-Technologie erfolgreich zum Durchsuchen bakterieller Bibliotheken gegen Patienten IgG übertragen. Einige neue immunogene Strukturen wurden identifiziert. Die erfolgreiche Anwendung wird durch die Identifizierung des bekannten Antigens BBK32, die Identifizierung von einigen Oberflächenproteinen und die Pilotuntersuchung hervorgehoben.<br /><br />In einem zweiten Teil dieser Doktorarbeit wurde ein Mausinfektionsmodel für<br />C. pneumoniae entwickelt.<br /><br />1. Mäuse wurden mit einer geringen Dosis an Chlamydien intranasal infiziert und deren Ausbreitung in verschiedenen Organen mittels einer neuen Real-Time PCR beobachtet. C. pneumonaie wurde nur in der Lunge und der BAL (Broncheo-alveolarlavage) gefunden, und zeigten eine maximale bakterielle Last am Tag der Infektion in der BAL und zwei Tage später in der Lunge. Am Tag 95 war C. pneumoniae vollständig eradiziert.<br /><br />2. Der Infektionsverlauf war leicht (keine Induktion von TNFalpha und IL-6), aber IgG-Antikörper waren ab dem 18. Tag mittels eines Mikroimmunofluoreszenz-Tests feststellbar, was eine Aktivierung des Immunsystems anzeigte.<br /><br />3. Die reduzierende Wirkung auf die bakterielle Last durch eine Antibiotikabehandlung wurde im Infektionsmodel gezeigt, was auf den Wert des Modells für Behandlungsstudien oder für die Testung von Arzneimittelkandidaten hinweist.<br /><br />4. Es waren keine Unterschiede in der Clearence der Bakterien und der Immunantwort zwischen TLR2-/- Mäusen, TLR4 defekten Mäusen und deren entsprechenden Wildtypestämmen feststellbar.<br /><br />Zusammenfassend wurde ein gut beschriebenes und kontrolliertes Infektionsmodell entwickelt welches weitgehend die Klinik der menschlichen Infektion wiederspiegelt. Das Modell erscheint passend für die Testung von Impfstrategien, zum Beispiel mit den identifizierten Proteinen aus den Phagenbibliothekanwendungen, zu sein.<br /><br />Abschließend gesehen war die Anwendung der Phage Display Technologie ein erfolgreiches Instrument zur Identifizierung neuer Antigene aus dem Genom von Borrelien und Chlamydien. Zusammen mit einem ausreichend gut charakterisierten Tiermodell stellt es auch für andere Infektionskrankheiten, denen es an einer geeigneten Serodiagnose oder an Impfstoffen mangelt, ein viel versprechender Ansatz dar. deposit-license Persistierende bakterielle Infektionen

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