Rezeptorvermittelte Aufnahme der Clostridioides difficile Toxine A und B
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Ziel des geförderten Projektes war es, eine mögliche Synergie oder Hierarchie der zwei bekannten Rezeptorbinderegionen von TcdB aufzuzeigen. Ebenso werden in der Literatur mehrere Interaktionspartner für TcdA beschrieben, die entweder ein Glycoprotein (Gp96) oder unterschiedliche Kohlenhydratstrukturen (sulfatierte Glycosaminoglycane; Gal-Gal-GlcNac) darstellen. Auch hierfür sollte analog zum TcdB eine (Un-)abhängigkeit der Rezeptorbinderegionen untersucht werden. Unsere Ergebnisse belegen klar die vollständige Unabhängigkeit beider Rezeptorinteraktionen für TcdB. Sowohl Toxinmutanten mit selektiver Rezeptorspezifität als auch CRISPR-Cas9-generierte Rezeptor-defiziente Zelllinien bestätigen die völlig eigenständige Funktion beider Rezeptorbinderegionen bei der Toxinaufnahme in die Zelle. Im Rahmen der Aufklärung einer unabhängigen Funktion von unterschiedlichen Rezeptorbinderegionen in TcdA konnten wir die Bedeutung von sulfatierten Glycosaminoglycanen (sGAG) relativieren. Die Verwendung von drei unterschiedlichen sGAG-defizienten Zelllinien (HeLa, HT29, CHO) ergab, dass die Aufnahme von TcdA nicht signifikant durch die An- oder Abwesenheit von sGAG beeinflusst wird. Die Abwesenheit der CROP-Domäne (Gal-Gal-GlcNac Bindung) von TcdA bzw. Untersuchungen an Zelllinien, die eine verminderte Bindung der CROP-Domäne aufweisen, enthüllen, dass TcdA vom Referenzstamm VPI10463 und vom hypervirulenten Stamm R20291 eine unterschiedliche Affinität zum CROP-unabhängigen Rezeptor haben. Auch ohne weitere spezifische Rezeptoren für TcdA zu kennen, können wir das Zwei- Rezeptor-Modell auch für TcdA postulieren. Dabei sind beide Rezeptorinteraktionen unabhängig und wie für TcdB scheint es für unterschiedliche TcdA-Varianten unterschiedliche Rezeptoraffinitäten oder gar –spezifitäten zu geben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Evaluation of chondroitin sulfate proteoglycan-4 and frizzled-1,2,7 for cytopathic and cytotoxic effects of TcdB from historic and hypervirulent Clostridioides difficile strains. Naunyn-Schmiedeberg´s Archieve of Pharmacology, supplemental issue 1, 393:83 Abstracts der 5. German Pharm/Tox-Summit 2020 der Fachgesellschaft DGPT. DFG-Förderung GE 1017/6-1, 1. Jahr der Förderperiode
Henkel D.; Tatge H.; Schoettelndreier D.; Tao L.; Dong M. & Gerhard R.
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Receptor Binding Domains of TcdB from Clostridioides difficile for Chondroitin Sulfate Proteoglycan-4 and Frizzled Proteins Are Functionally Independent and Additive. Toxins, 12(12), 736.
Henkel, Daniel; Tatge, Helma; Schöttelndreier, Dennis; Tao, Liang; Dong, Min & Gerhard, Ralf
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Structural basis for CSPG4 as a receptor for TcdB and a therapeutic target in Clostridioides difficile infection. Nature Communications, 12(1).
Chen, Peng; Zeng, Ji; Liu, Zheng; Thaker, Hatim; Wang, Siyu; Tian, Songhai; Zhang, Jie; Tao, Liang; Gutierrez, Craig B.; Xing, Li; Gerhard, Ralf; Huang, Lan; Dong, Min & Jin, Rongsheng
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Identification of TFPI as a receptor reveals recombination-driven receptor switching in Clostridioides difficile toxin B variants. Nature Communications, 13(1).
Tian, Songhai; Xiong, Xiaozhe; Zeng, Ji; Wang, Siyu; Tremblay, Benjamin Jean-Marie; Chen, Peng; Chen, Baohua; Liu, Min; Chen, Pengsheng; Sheng, Kuanwei; Zeve, Daniel; Qi, Wanshu; Breault, David T.; Rodríguez, César; Gerhard, Ralf; Jin, Rongsheng; Doxey, Andrew C. & Dong, Min
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Impairment of lysosomal function by Clostridioides difficile TcdB. Molecular Microbiology, 117(2), 493-507.
Klepka, Carmen; Sandmann, Moritz; Tatge, Helma; Mangan, Matthew; Arens, Annabel; Henkel, Daniel & Gerhard, Ralf
