Identifizierung und Charakterisierung neuer Virulenzfaktoren der Pathogenitätsinsel aus enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC)

Kresse, Andreas, U.

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-203

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Identifizierung und Charakterisierung neuer Virulenzfaktoren der Pathogenitätsinsel aus enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC)

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Enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC) sind hochkontagiöse zoonotische Pathogene, die schwere blutige Durchfälle und das hämolytisch-urämische Syndrom hervorrufen. Die genetische Grundlage des histopathologisch typischen A/E (attaching and effacing) bildet die Pathogenitätsinsel LEE (locus of enterocyte effacement). In der vorgelegten Dissertation wurden vier auf dem LEE kodierte neue Virulenzfaktoren (VF) identifiziert und charakterisiert (pas, sepL, espA, espD). EspA wurde als Hauptkomponente von Filamenten nachgewiesen, die interbakterielle Kontakte und Initialkontakte zur Wirtszelle etablieren. EspA ist zur Adhäsion von EHEC essentiell. EspD wird während der Infektion in die Cytoplasmamembran der eukaryontischen Wirtszelle inseriert und ist bedeutend für den Pathogenitätsprozess sowie für die Produktion von EspA-Filamenten. SepL liegt membran-assoziiert vor, möglicherweise als Komponente des Typ III Sekretionssystems. Es wurden auch Hinweise auf eine regulatorische Funktion von SepL ermittelt. Pas wurde als Komponente des Typ III Sekretionssystems in der inneren Membran identifiziert. Die genetische Organisation und Regulation des Bereiches zwischen eaeA und espB wurde mit verschiedenen Methoden aufgeklärt. So bilden pas und sepL monocistronische Operatoren, espA, espD und espB dagegen ein Operon. Nach den gewonnenen Erkenntnissen ließ sich ein neues 4-Stufen-Modell der Infektion mit EHEC erstellen. Darüberhinaus wurden die Proteine EspA und SepL wegen ihrer Oberflächenexposition, absoluter Notwendigkeit im Pathogenitätsprozess und hoher Konservierung als potentielle Kandidaten für einen neuen Impfstoff gegen pathogene A/E-Bakterien vorgeschlagen.

Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) are highly contagious zoonotic pathogens, which cause severe bloody diorrhea and the hemolytic uremic syndrome. The genetic base for the histopathological characteristic of A/E (attaching and effacing) is the pathogenic island LEE (locus of enterocyte effacement). In the presented thesis, four novel virulence factors (vf) were identified and characterized (pas, sepL, espA, espD). EspA was shown to be the major component of filaments which establish interbacterial contacts and initial binding contacts to the host. EspA is essential for the adhesion of EHEC. During infection, EspD is inserted into the cytoplasmic membrane of the host cell. EspD is essential for the pathogenic process of EHEC and for the production of EspA-filaments. SepL is associated with the membrane, putatively as component of the type III secretion system (tiii-ss), and hints were gathered that suggest a regulatory role of SepL. Pas was identified as a inner membrane component of the tiii-ss. The genetical organisation and regulation of the region between eaeA and espB was analyzed by different methods. pas and sepL are transcribed monocistronically, espA, espD, and espB polycistronically. Considering these results, a new 4-stage-model for EHEC infection was created, and in respect to their surface exposition, their essential role in the pathogenic process and their high conservation, EspA and SepL were suggested as putative vaccine candidates against pathogenic A/E-bacteria.