Untersuchungen zu Auslösern und Modulatoren der Kokzidien-induzierte NETose: parasitäre Glykane, ATP, AMPK, O2 und extrazelluläre Vesikel

• Antragstellerin: Professorin Dr. Anja Taubert
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 216337519

Infektionen über Kokzidien wie Besnoitia besnoiti oder Eimeria bovis führen sowohl zur gesundheitlichen Beeinträchtigung des individuellen Tierwohls als auch zu ökonomischen Einbußen in der Rinderhaltung. Dabei sind immunologische Reaktionen von herausragender Bedeutung für die Kontrolle solcher Infektionen. Wir konnten in der Vergangenheit verschiedene Kokzidienarten und -stadien als potente Induktoren von „Neutrophil Extracellular Traps„ (NETs) als nicht-adaptiven Effektormechanismus identifizieren. Die Daten des Vorgängerantrags belegen, dass in aktivierten polymorphkernigen Neutrophilen (PMN) die Prozesse der NETose und Autophagie in Reaktion auf Kokzidienstadien gleichermaßen ablaufen und miteinander korreliert sind. Dabei war kurz nach Parasitenexposition AMPK als zentrales Regulatormolekül selektiv in seiner Expression hochreguliert. Daneben konnten wir zeigen, dass über B. besnoiti-induzierte NET-Strukturen zwar zur Schädigung von Endothel führen, die Replikation des Parasiten in Endothelzellen jedoch nicht abträglich beeinflussen. Analysen zu metabolischen Signaturen NETotischer PMN wiesen auf eine Schlüsselrolle der Glykolyse bzw. der Glukose-Pyruvat-Laktat-Achse hin. Hemmstoff-gestützten Analysen zur Relevanz einzelner Stoffwechselwege bei der Kokzidien-induzierten NETose belegten sowohl eine speziesspezifische Bedeutung von Monocarboxylat-Transportern als auch eine bei B. besnoiti- und E. bovis-Stadien gleichermaßen wichtige Schlüsselrolle der mitochondrialen ATP-Synthese und der purinergen Signalgebung bei der NET-Bildung. Weiterhin konnten wir zeigen, dass Perjodat-Behandlungen von Parasitenstadien zur Abtrennung oberflächlicher Zuckerstrukturen zu einer verminderten NET-Bildung führen. Lektinblots belegten dabei eine Vielzahl von Glykanen bei Parasitenstadien; Fluoreszenzanalysen bestätigten die Präsenz solcher Glykane sowohl im intrazellulären Kompartiment als auch auf der Oberfläche der Parasiten.In Rahmen des Fortsetzungsantrags wollen wir - auch in Ableitung der Ergebnisse des Vorgängerantrags - folgende Fragestellungen zu molekularen Mechanismen der Kokzidien-induzierten NETose verfolgen: i) Sind parasitäre Glykane Auslöser der Kokzidien-induzierten NETose?, ii) Ist ATP ein metabolischer Masterregulator der parasiteninduzierten NETose?, iii) Fungiert AMPKα als ein früher Regulator der Kokzidien-induzierten PMN-Aktivierung und NETose?, iv) Beeinflussen parasiteneigene oder über Infektionen induzierte Exosomen die NET-Bildung? und v) Welchen Einfluss haben physioxische Bedingungen auf die Kokzidien-induzierte NETose? Diese Analysen werden dazu beitragen, die hochkomplexe Induktion und Regulation der Parasiten-induzierten NETose besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen