Etablierung eines in vitro Haut-Migrationsmodells für zoonotische Hakenwürmer(Ancylostomatidae) zur Untersuchung der molekularen Mechanismen der perkutanen Invasion und der Stadienkonversion vom frei lebenden zum parasitischen Stadium
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem hier beschriebenen Projekt wurde ein Modell verwendet, mit dessen Hilfe die Wanderung infektiöser Hakenwurmlarven durch Haut in vitro nachgestellt werden kann. Das perkutane Eindringen der Larven ist ein natürlicher Infektionsweg für diese Parasiten. Das Modell beruht auf dem Prinzip der so genannten Franz-Zelle, die ein oberes Donor- und ein unteres Akzeptor-Kompartiment hat, die durch ein Stück Haut von einander getrennt sind. Das an die benötigten Volumina adaptierte Modell wird als PERL (perkutane Larvenmigrations)-Kammer bezeichnet. Nach seiner Evaluierung und Optimierung wurde das PERL-Kammersystem für verschiedene Anwendungsbereiche verwendet. Dabei wurde der Einfluss verschiedener anthelminthisch wirksamer Stoffe in verschiedenen Konzentrationen auf die Migrationsfähigkeit der Larven untersucht und mit dem Einfluss auf die Migration durch eine rein physikalische Barriere in Form eines feinmaschigen Siebes verglichen. Weiterhin wurde die Migration durch Häute verschiedener Tierarten verglichen. Außerdem wurde das PERL-Kammersystem verwendet, um gewanderte Larven zu gewinnen, die als frühes parasitisches Stadium betrachtet werden können. Ein großer Teil des Projektes betraf daher die vergleichende Analyse der Transkriptionsregulation in gewanderten Larven und in serumstimulierten Larven, die bisher als Modell für parasitische Hakenwurmstadien verwendet werden. Die Analyse der Transkription ausgewählter Gene zeigte, dass sich die Populationen deutlich voneinander unterschieden: Während die Richtung der Regulation im Großen und Ganzen gleich war, waren der zeitliche Verlauf und die Amplitude der Regulation durchaus unterschiedlich. Diese Ergebnisse legen nahe, das Modell der Serumstimulation zu hinterfragen und gegebenenfalls zu ersetzen oder zu ergänzen. Da die Larven bei der Serumstimulation sehr plötzlich und ohne weiteren mechanischen Stimulus mit Serum konfrontiert werden, scheint das PERL-Kammersystem den natürlichen Bedingungen ähnlicher zu sein. Die Larven müssen sich aktiv durch die natürliche Barriere hindurcharbeiten. Abschließend ließe sich diese Hypothese jedoch nur im Vergleich mit ex vivo gewonnenen Larven überprüfen. Die Tatsache, dass in aus Hautstanzen gewonnener RNA genug mRNA aus Larven vorhanden war um Transkriptionsprofile zu erstellen, lässt solche Versuche machbar werden. Die biologische Bedeutung der untersuchten Gene hingegen wird in weiteren Experimenten auf Proteinebene untersucht werden müssen. Interessant ist vor allem, ob die erhöhte Transkription auch mit einer vermehrten Sekretion einhergeht und ob sich die Proteine in ihrer Funktion hemmen lassen. Das PERL-Kammersystem stellt sich in jedem Fall als gute Basis für weitere Untersuchungen an diesem Modell für parasitische Stadien dar.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2011): Larval migration in PERL chambers as an in vitro model for percutaneous infection stimulates feeding in the canine hookworm Ancylostoma caninum. Parasit Vectors 4
Franke, D., C. Strube, C. Epe, C. Welz, T. Schnieder
(Siehe online unter https://dx.doi.org/doi:10.1186/1756-3305-4-7) - (2011): Untersuchungen zur perkutanen Wanderfähigkeit infektiöser Ancylostoma caninum-Larven in Gegenwart verschiedener Anthelminthika. Der Praktische Tierarzt, 92: 16-23
Welz, C., S. Streichan, T. Schnieder
