Charakterisierung von <em>Mansonella perstans</em> und <em>Litomosoides sigmodontis</em> induzierten Immunantworten

Abstract

Über 120 Millionen Menschen leiden unter einer Infektion mit Filarien, wie lymphatischer Filariose (Elephantiasis), Onchozerkose (Flussblindheit) und Loiasis. Diese Krankheiten stellen unter den „Neglected Tropical Diseases“ die verheerendsten Krankheiten in Bezug auf den sozialen und den ökonomischen Einfluss dar. Viele der Mechanismen der Wirtsimmunität und mit der Krankheit korrelierende Symptome sind bis heute nicht ver-standen. Um Impfungen und Therapieoptionen zu entwickeln und zu verbessern sind weitere Studien von großem Interesse, die die Modulationsmechanismen und die Patho-logie hinter den Filarieninfektionen erklären. Ein besonderes Interesse gilt in dieser Arbeit der Filarie <em>Mansonella perstans</em> (<em>M. perstans</em>), die in Afrika, Nord- und Südamerika sowie in der Karibik endemisch ist. Es ist nicht möglich, die Würmer<em> in vivo</em> aus den Patienten zu gewinnen, da sie sich in der Pleurahöhle befinden. Aufgrund dieser Limitierung fanden bis heute kaum Forschungen mit ihnen statt. Im Rahmen des DFG geförderten MaP2Co Projekts wurden humane Proben von Mikrofilarien positiver (Mf+) und Mirkofilarien negativer (Mf-) Patienten für diese Arbeit zur Verfügung gestellt, um eine spezifische qPCR zu entwickeln. Die qPCR sollte zur Methode der ersten Wahl werden, um den Parasiten gezielt zu detektieren und um Einflüsse von <em>M. perstans</em> auf das Wirtsimmunsystem zu analysieren. <em>M. perstans</em> verursacht nur in seltenen Fällen eine starke Pathologie. Allerdings ist genau diese Tatsache von großer Bedeutung, da der Wurm das Immunsystem anscheinend so gut moduliert, dass er ungestört überleben kann. Die Analyse dieser Fähigkeit könnte Aufschlüsse über neue Mechanismen geben und die Therapieoptionen von Wurminfektionen entscheidend verbessern. Im Rahmen dieser Arbeit ist es gelungen, eine spezifische qPCR für die Detektion von <em>M. perstans</em> zu entwickeln. Es sind nur geringe Mengen von Patientenmaterial nötig und gleichzeitig weist die qPCR eine hohe Sensitivität auf. Dies stellt einen großen Schritt hin zu einer molekularen Methode zur Diagnostik von <em>M. perstans</em> infizierten Individuen dar. Auf lange Sicht gesehen wäre es möglich, die mikroskopische Diagnostik zu ersetzen. Desweiteren wurden im Rahmen dieser Arbeit mithilfe von <em>M. perstans</em> Antigen einzelne Serumproben von Patienten hinsichtlich ihres Immunprofils analysiert. Dies stellt einen wichtigen Schritt zur Erforschung des spezifischen Immunprofils von <em>M. perstans</em> dar.<br /> Im zweiten Teil der Arbeit rückte die Pathologie während einer Wurminfektion in den Fokus. <em>Litomosoides sigmodontis</em> (<em>L. sigmodontis</em>) ist ein etabliertes Mausmodell für die lymphatische Filariose, da sich der Parasit bis zu einer patenten Infektion (Freisetzung von Mikrofilarien, Entwicklung zu infektiösen Larven, Anreicherung in der Peripherie) entwickeln kann. Im Rahmen von Infektionsexperimenten ist es so möglich, die patholo-gischen Veränderungen an der Lunge und an dem Diaphragma zu verschiedenen Zeit-punkten der Infektion zu analysieren und so die Entwicklung der Pathologie zu beobach-ten. In unseren Experimenten zeigte sich, dass 30 Tage nach der Infektion von BALB/c Mäusen eine Entzündungsreaktion und Pathologieentwicklung in der Pleurahöhle statt-findet. Mithilfe verschiedener Mausstämme (Depletion von T_regs, IL-4Rα/IL-5^-/- double Knockout Mäuse) konnten zum Teil eindeutige Unterschiede in der Entwicklung der Pa-thologie gefunden werden. Im IL-4Rα/IL-5^-/- BALB/c Mausstamm zeigte sich eine we-sentlich stärkere Immunreaktion. Im Vergleich zum Wildtyp BALB/c Stamm zeigte sich eine Inflammation über das gesamte Gewebe der Lunge und des Diaphragmas mit massiver Infiltration von Immunzellen sowie eine höhere Wurmlast. Korrespondierend mit dieser starken Entzündungsreaktion konnten signifikant höhere Levels von IP-10, MIP-1α, MIP-1β, MIP-2 and RANTES in der Pleuraflüssigkeit gemessen werden.