Untersuchungen zum Einfluß der Meningokokkeninfektion auf die Aktivierung von Rezeptor-Tyrosinkinasen sowie auf den Zellzyklus

• Antragstellerin: Professorin Dr. Alexandra Schubert-Unkmeir
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252750597

Neisseria meningitidis ist ein Gram negativer Mikroorganismus, der überwiegend als Kommensale der Schleimhaut des menschlichen Nasopharynx in Erscheinung tritt. Nach Überwindung der Mukosa Barriere kann sich der Erreger systemisch ausbreiten, die Blut Hirn Schranke überwinden und eine Sepsis und/oder Meningitis verursachen. Vorarbeiten der Arbeitsgruppe zeigen, dass Meningokokken Tyrosinpphosphorylierung von Wirtsproteinen in Gehirnendothelzellen induzieren und hierüber Zytokelettumbau und die Aufnahme steuern. Wir konnten zeigen, dass Meningokokken über das Außenmembranprotein Opc an Fibronektin binden, welches als Brückenmolekül an das Integrin alpha5beta1 bindet, was zur effektiven Aufnahme des Erregers in die Gehrinendothelzelle führt. Die Opc abhängige Invasion induziert die Aktivierung der Nicht Rezeptortyrosinkinasen (RTKs) c-Src und fokale Adhäsionskinase, welche das Aktinfilament-Bindeprotein Cortactin phosphorylieren. Neben den Nicht-RTKs können Meningokokken auch RTKs der ErbB Familie aktivieren, um Invasion zu induzieren. Vorarbeiten zeigen, dass zudem eine Reihe weiterer RTKs in Gehirnendothelzellen aktiviert werden (u.a. der Insulinrezeptor, Tyrosin Kinase B Rezeptor und Ephrin Rezeptoren (EphA3 and EphB1)), deren Funktion in der Interaktion von N. meningitidis mit der Wirtszelle, unbekannt ist. Im vorliegenden Antrag werden wir die Rolle dieser RTKs bei der Infektion von Endothelzellen mit Meningokokken untersuchen. Insbesondere werden wir die Rolle der Ephrin Rezeptoren für die Prozesse (i) Adhärenz, Invasion und (ii) Integrität der Endothelzellbarriere definieren. Im zweiten Teil des vorliegenden Antrags werden wir den Einfluß der Meningokokkeninfektion auf den Zellzyklus charakterisieren. Vorläufige Daten belegen, dass N. meningitidis nicht nur in der Lage ist auf das Zytoskelett zu wirken, sondern auch Einfluss auf den Wirtzellzyklus nehmen kann. So führt die Infektion unter anderem zu einer differentiellen Expression von Cyclinen, die eine Schlüsselrolle in der Steuerung des Zellzyklus einnehmen. Wir werden die Auswirkungen der Infektion auf (i) die Cyclinkonzentration und der zelluläre Lokalisation von Cyclinen analysieren. (ii) Transkriptom-weite Expressionsanalysen von Zellzyklusregulatorproteinen werden durchgeführt, sowie (iii) ein induzierter Zellzyklusarrest (iv) und der Einfluß unterschiedlicher Zellzyklusphasen auf Adhärenz, Invasion und intrazelluläres Überleben werden untersucht. (v) Schließlich werden bakterielle Faktoren von N. meningitidis charakterisiert, die als Zyklomoduline fungieren und somit einen Beitrag zur bakteriellen Virulenz leisten. Das Hauptziel im zweiten Teil des Forschungsvorhabens ist es, die Fähigkeit von Meningokokken zu charakterisieren den Zellzyklus zu modulieren, und damit als kommensale Spezies den Nasopharynx erfolgreich zu kolonisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen