Die Funktion und der Mechanismus der cGMP-Signalweg beim Austritt und Reaktivierung von Toxoplasma Bradyzoiten

• Antragsteller: Dr. Nishith Gupta
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446412871

Toxoplasma gondii ist ein obligater intrazellulärer Parasit verschiedener warmblütiger Organismen einschließlich des Menschen. Eine erfolgreiche Infektion und Übertragung von T. gondii hängt von seiner Fähigkeit ab, zwischen dem sich schnell replizierenden Tachyzoit (akut) und dem stillen Bradyzoit (chronisch) zu wechseln. Eine akute Infektion wird durch periodische lytische Zyklen von Tachyzoiten verursacht, die u.a. durch cGMP-Signale reguliert werden. Konkret steuert das cGMP-Signal die kalziumabhängige Gleit-Motilität, die wiederum die Ereignisse des Austritts der Tachyzoiten aus den zerstörten Wirtszellen und die anschließende Invasion in umliegende Wirtszellen steuert. Im Gegensatz zu den Tachyzoiten wissen wir nicht, was den Austritt der intrazellulären Bradyzoiten steuert und wie sie in das Tachyzoit-Stadium zurückschalten (Rekrudeszenz). Ziel dieser Arbeit ist die stadienspezifische Expression einer lichtgesteuerten Guanylatzyklase, um die Rolle und den Mechanismus der cGMP-Signalisierung beim Austritt von encystierten Bradyzoiten, sowie deren Umschaltung in das Tachyzoit-Stadium aufzuklären. In weiteren Arbeiten werden wir untersuchen, ob die Wirkung des cGMP-Signals in Bradyzoiten über die Calcium-Oszillation vermittelt wird, und die entsprechenden Effektoren durch Phosphoproteome-Analyse von optogenetisch modifizierten Stämmen identifizieren. Nicht zuletzt wird das genetische Knockout ausgewählter Signalfaktoren in Kombination mit einer Egress oder Reaktivierungs-Phänotypisierung der eventuellen Mutanten unter Licht- und Dunkelheitsbedingungen eine hierarchische Dissektion der cGMP-Signalisierung ermöglichen. Die kumulativen Erkenntnisse aus unseren vorgeschlagenen Arbeiten können für therapeutische Interventionen gegen die chronische Toxoplasmose genutzt werden, die bisher nicht behandelt werden können.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2225: Wirtszellaustritt intrazellulärer Pathogene
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Bang Shen, Ph.D.