Wie invadiert der Erreger der Amöbiaisis, Entamoeba histolytica, den menschlichen Darm?

• Antragstellerin: Professorin Dr. Iris Bruchhaus
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444520224

Trotz verbesserter Hygiene sind weltweit immer noch 500.000 Millionen Menschen mit Entamoeba histolytica infiziert und etwa 25.000 Menschen sterben jährlich an dieser Infektion. E. histolytica ist ein intestinales Protozoon, das in 10% der Fälle invasiv wird, d.h. es dringt die Darmschleimhaut ein, was zur Ausbildung einer Kolitis führen kann, oder die Amöben gelangen in die Blutbahn und von dort in die Leber, was zur Ausbildung von Amöbenleberabszessen (ALAs) führen kann. Bei der Amöbiasis besteht ein Geschlechtsdimorphismus, d.h. Männer sind häufiger vom ALA betroffen als Frauen. Über die Pathogenese der Amöbenkolitis ist weit weniger bekannt als über die des ALA, und viele Aspekte bleiben spekulativ oder sind schlecht dokumentiert. Einer der Hauptgründe für diese äußerst unbefriedigende Situation ist das Fehlen geeigneter Tiermodelle. Diese Lücke in dem Methodenrepertoire für die experimentelle Analyse der Amöbenkolitis kann durch organoid-derived monolayer geschlossen werden. Für unsere Untersuchungen stehen uns zwei genetisch nahezu identische Klone des E. histolytica Isolats HM-1:IMSS zur Verfügung (Klon A1np: nicht-pathogen / Klon B2p: pathogen), die sich in ihrer Fähigkeit zur Bildung von ALAs unterscheiden. Mit Hilfe dieser Klone konnten wir zeigen, dass B2p-Trophozoiten einen colonoid-derived monolayer (CDM) signifikant schneller zerstören und eine stärkere Immunantwort auslösen als A1np-Trophozoiten. Außerdem reagieren B2p-Trophozoiten stärker auf die Konfrontation mit Kolonzellen als A1np-Trophozoiten. Wir konnten auch zeigen, dass extrazelluläre Vesikel (EVs) von A1np- und B2p-Trophozoiten eine proinflammatorische Antwort in männlichen und weiblichen Mausmonozyten induzieren. Basierend auf diesen Ergebnissen sollen in diesem Antrag die folgenden Hypothesen überprüft werden: I. Die B2p-Trophozoiten durchdringen die CDM männlicher Probanden besser und induzieren eine ausgeprägtere Immunantwort im Vergleich zu CDM weiblicher Probanden. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Trophozoiten in die Leber eindringen und ALAs bilden. II. Verschiedene Zelltypen des Kolons reagieren unterschiedlich auf A1np- und B2p Trophozoiten. III. Von A1np und B2p sezernierte EVs stimulieren Kolonzellen in ähnlicher Weise wie A1np- und B2p-Trophozoiten. IV. Da Kolonzellen durch die Koinkubation mit A1np-Trophozoiten im Gegensatz zur Koinkubation mit B2p-Trophozoiten kaum stimuliert werden, erhöht die Anwesenheit von Immunzellen (z. B. Monozyten) nur bei Anwesenheit von B2p-Trophozoiten die Zerstörung des CDM. V. Das Ausschalten des Virulenzfaktors EhHP127 in B2p-Trophozoiten verringert deren Fähigkeit, in die CDM einzudringen. Die hier geplanten Untersuchungen tragen zu einem besseren Verständnis der Vorgänge während der intestinalen Invasion von E. histolytica bei und klären die zugrundeliegenden Mechanismen des Geschlechtsdimorphismus bei dieser Infektion auf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen