Dokument: Spleen and liver as effectors against Plasmodium chabaudi malaria in Lymphotoxin ß-receptor deficient mice

Titel:	Spleen and liver as effectors against Plasmodium chabaudi malaria in Lymphotoxin ß-receptor deficient mice
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2820
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20040511-000820-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Hamad, Mohamed [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,25 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Wunderlich, Frank [Gutachter] Prof. Dr. Mehlhorn, Hans-Peter Heinz [Gutachter]
Stichwörter:	malaria,testosterone,lymphotoxin ß receptor deficient mice
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Rolle von Milz und Leber als Effektoren gegen Plasmodium chabaudi Malaria am Modell Lymphotoxin β Rezeptor (LTβR)-defizienter Mäuse zu analysieren. Das Ausschalten des LTβR-Signalwegs führt zu schweren Defekten in der Milz und zum völligen Verlust aller anderen sekundären lymphatischen Organe, so daß Mäuse suszeptibel für eine Reihe von Erregern werden. Hier wird gezeigt, daß weibliche LTβR-/--Mäuse hochresistent gegen Infektionen mit P. chabaudi Blutstadien sind, während männliche Mäuse für diese Infektion besonders empfindlich sind. Selbst nach Kastration oder Vakzinierung sterben männliche LTβR-/--Mäuse im Gegensatz zu wt C57BL/6 Männchen.Mäuse entwickeln eine schützende Immunität, wobei Milz und Leber als anti-Malaria Effektoren fungieren. Splenektomie führt bei immunen LTβR-/--Mäusen nur zu einem partiellen Verlust der Fähigkeit, die Parasitämie zu kontrollieren. Analysen der Milzzellen und der apoptotischen Milzzellen mittels Durchflußcytometrie zeigten, daß die Anzahl der CD4+ T-Zellen, der CD8+ T-Zellen, der F4/80+ Makrophagen, der Gr1+ Granulocyten und der CD244+ NK-Zellen während einer P. chabaudi-Infektion zunimmt. Außerdem verursacht Malaria dramatische Veränderungen in der Filtrationskapazität der Milz, die durch Quantifizierung der Retention fluoreszierender, intravenös injizierter Mikropartikel gemessen wurde. In der ersten Phase der Infektion (frühe Präkrise) ist die Milz geöffnet und nimmt eine große Anzahl von Partikeln auf. In der späten Präkrise werden die filtrierenden Bereiche der Milz verschlossen, so daß praktisch keine Mikropartikel mehr aufgenommen werden. Untersuchungen an Leberschnitten und an Serumproben ergaben, daß im Maximum der Parasitämie bei LTβR-/--Mäusen eine schwere Schädigung der Leber vorliegt. Testosteron supprimiert die Resistenz weiblicher LTβR-/--Mäuse, so daß die Infektionen mit dem Tod in der Krise-Phase der Infektion enden. Vergleichende Analysen von Milz und Leber zeigen Unterschiede zwischen selbstheilender und letaler Malaria im Maximum der Parasitämie. Durch Hybridisierung von cDNA-'arrays' konnte gezeigt werden, daß Testosteron eine leichte Zunahme der Expression von IFNγ und IFNγ-regulierten Genen in der Milz verursacht, während eine Abnahme der Transkriptmenge von Genen beobachtet wurde, die mit der Extrazellulären Matrix (ECM) assoziiert sind. In der Leber kommt es ebenfalls zu Änderungen in der Expression von Genen, die mit der ECM, mit Chemokin- und Cytokin-Signalwegen sowie mit der Kontrolle des Zellzyklus in Zusammenhang stehen. Diese Daten legen nahe, daß Testosteron die Entzündungsantwort sowohl in der Milz als auch in der Leber dysreguliert. Da männliche LTβR-/--Mäuse auch nach Kastration suszeptibel für P. chabaudi-Infektionen sind, bleibt zumindest eine weitere Determinante für die männliche Suszeptibilität zu identifizieren. In der Tat zeigen Vergleiche der Genexpression von Milz und Leber zwischen resistenten, weiblichen und suszeptiblen, männlichen LTβR-/--Mäusen, daß es Unterschiede in der Entzündungsantwort –besonders in der Leber – gibt, z.B. in der Expression ECM-relevanter bzw. mit Cytokin- und Wachstumskator-Signalwegen zusammenhängender Gene.Diese Arbeit zeigt, daß sowohl Milz als auch Leber sich als Antwort auf Blutstadieninfektionen mit dem Malaria-Erreger P. chabaudi zu anti-parasitischen Effektoren differenzieren, und daß beide nicht nur für das Überleben einer primären Malaria-Infektion, sondern auch für die Aufrecherhaltung bestehender Immunität gegen Reinfektionen wichtig sind. Diese Immunität ist mit distinkten Veränderungen in der Genexpression und der Mikroarchitektur von Milz und Leber assoziiert. Testosteron verursacht eine Deregulation dieser Effektoren und könnte so zum letalen Ausgang von Blutstadien Malaria beitragen. Aus den Daten ergibt sich, daß die Suche nach einer Vakzine Zielmoleküle in Betracht ziehen muß, die in der Lage sind, solche Veränderungen ohne eine virulente Infektion hervorzurufen. This study was designed to analyze the role of spleen and liver as effectors against Plasmodium chabaudi malaria using the model of lymphotoxin β receptor (LTβR)-deficient mice. Here we show that female LTR-/- mice are highly resistant to blood stage infections with P. chabaudi while males are particularly susceptible to infections. Even after castration or vaccination male LTR-/- mice succumb to infection in contrast to wild type male C57BL/6 mice. Mice develop protective immunity with both spleen and liver as anti-malarial effectors. Splenectomy of immune LTR-/- mice results only in a partial loss of the ability to control parasitemia. Flow cytometric analysis of total and apoptotic splenic leucocytes showed that, the numbers of CD4+ T cells, CD8+ T cells, F4/80+ macrophages, Gr1+ granulocytes and CD244+ NK cells were increased during P. chabaudi infections. In addition, malaria induced dramatic changes in splenic filtration capacity as determined by retention of fluorescent microbeads after intravenous injection. Histological examination of liver sections and clinical biochemistry of serum real severe liver damage of LTβR -/- mice at maximum parasitemia. Testosterone suppresses resistance of female LTβR -/- mice to P. chabaudi malaria and infections take a lethal outcome during crisis. Hybridization of cDNA arrays detects that testosterone induces a slight increase in splenic expression of INF and INF-regulated genes and a decrease in transcript levels of extracellular matrix (ECM)-associated genes. In liver, testosterone also induces changes in expression of genes related to ECM, to chemokine and cytokine signaling, and to cell cycle control. These data suggest that testosterone dysregulates the inflammatory response in both liver and spleen. Since male LTβR -/- mice are susceptible to P. chabaudi even after castration, at least one additional determinant of male susceptibility remains to be identified. Indeed, comparison of gene expression in spleen and liver of susceptible castrated male with resistant female LTβR -/- mice demonstrates differences in the inflammatory response as indicated by e.g. changes in expression of ECM-related and cytokine/growth factor signaling-related genes especially in the liver.Collectively, this study indicates that both spleen and liver differentiate to anti-parasite effectors in response to blood stages of P. chabaudi malaria and that they are both important for survival of a primary malaria infection as well as for maintenance of acquired immunity against challenge infections. This immunity is associated with distinct changes in gene expression and in microarchitecture of spleen and liver.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	11.05.2004
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	13.05.2004
Datum der Promotion:	13.05.2004