Bedeutung von Porphyromonas gingivalis Fimbrien bei der Infektion oraler Epithelzellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Eugen Domann; Dr. Sabine Elisabeth Gröger
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 395264817

Epithelzellen stellen nicht nur eine physikalische Barriere gegen äußere Einflüsse wie Bakterien oder Toxine dar, sie sind ebenso Teil der Immunüberwachung, da sie in der Lage sind, die angeborene Immunantwort auszulösen. Über sog. Pattern Recognition Receptors (PRRs) erkennen sie Mikroben-assoziierte molekulare Muster (Pathogen associated molecular Patterns = PAMPs). Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), einer der ätiologischen Hauptfaktoren destruktiver parodontaler Erkrankungen, verfügt über eine Vielzahl von Virulenzfaktoren, darunter Fimbrien, membranständige Zellfortsätze, über die P. gingivalis in der Lage ist, an Wirtszellen zu adhärieren und in die Zellen einzudringen. Das FimA Gen kodiert dabei die Major Fimbrien von P. gingivalis. Infektion mit P. gingivalis kann die Ausschüttung proinflammtorischer Zytokine, wie Interleukin (IL)-6, IL-8, Tumor Nekrose Faktor (TNF)-alpha und Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor (GM-CSF) induzieren. Fimbrien und bakterielle Wandbestandteile werden über Bindung an die PRRs erkannt und lösen eine Zellantwort aus. Dies wird mit der Initiation und Progression der Parodontitis in Verbindung gebracht. B7-H1 ist ein kostimulierender Rezeptor, der zur Familie der B7 Moleküle gehört, und weist eine Doppelfunktion bezüglich der Regulation der T-Zell-Antwort auf. Es konnte in vitro nachgewiesen werden, dass B7-H1 vermittelte Signale in der Lage sind, die sekretorische Funktion und Proliferation von T-Zellen zu hemmen bzw. Apoptose auszulösen. In eigenen Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass in oralen Plattenepithelkarzinomzellen (SCC-25) und primären humanen gingivalen Keratinozyten (PHGK) nach Stimulation mit P. gingivalis Membranbestandteilen die Expression der B7-H1 Rezeptorproteine konzentrations- und zeitabhängig erhöht wird. Die Ziele dieses Vorhabens sind eine Analyse des pathogenen Potentials von FimA auf zellulärer und subzellulärer Ebene, die Aufklärung der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen sowie die Untersuchung der Bedeutung von FimA bei der Infektion oraler Epithelzellen. Dafür sollen folgende Schritte des Arbeitsprogrammes durchgeführt werden: 1. Herstellung von gereinigtem FimA Protein mittels Plasmid Klonierung, 2. Aufbereitung der P. gingivalis Membranfraktion, 3. Analyse der Rezeptorexpression und Aktivierung mittels Western Blot und quantitativer Real Time Polymerase Chain Reaction (PCR), 4. Analyse des Signalweges mittels Western Blot und quantitativer Real Time PCR und 5. Transkriptomanalyse mittels Next-Generation Sequencing (NGS).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Trinad Chakraborty; Privatdozent Dr. Torsten Hain; Professor Dr. Jörg Meyle