Wechselwirkung mit und Aufnahme von Staphylococcus aureus Extracellular Adherence Protein (Eap) in Endothelzellen der Nabelschnur

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2012

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13961

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Staphylococcus aureus ist ein ubiquitär vorkommendes Bakterium, dessen Infektionen oft mit schweren endovaskulären Krankheiten assoziiert sind. Die Ursache dafür sind verschiedene Virulenzfaktoren, u.a. das hier bearbeitete Extracellular Adherence Protein (Eap).Eap erfüllt verschiedene Aufgaben: So führt es zu einer Adhärenz der S. aureus-Bakterien untereinander sowie auch der Adhäsion des Bakteriums an eukaryotische Zellen. Außerdem greift es in das Abwehrsystem des Menschen ein, um der humanen Immunantwort zu entgehen. Zudem besitzt es anti-inflammatorisches und anti-angiogenes Potenzial. Verschiedene Plasmaproteine wie Fibrinogen, Fibronektin und Vitronektin und auch ICAM-1 wurden als Bindungspartner für Eap identifiziert.Ob Eap auch an andere Rezeptoren als ICAM-1 binden kann und was nach Bindung an den eukaryotischen Zellen passiert und ob Eap an der Oberfläche der Zellen verbleibt oder in die Endothelzellen und darüber hinaus aufgenommen wird, war Gegenstand dieser Arbeit.Zur Beantwortung dieser Fragen wurden ex vivo-Experimente mit Gefäßen von Nabelschnüren, sowie in vitro-Experimente mit makrovaskulären Endothelzellen (HUVEC) durchgeführt. Zellen und die V. umbilicalis der Nabelschnur wurden unter verschiedenen Bedingungen mit Eap inkubiert und anschließend Immunfluoreszenzbilder mikroskopisch ausgewertet. Durch Permeabilitätsassays wurde der Einfluss von Eap auf die Permeabilität von HUVEC untersucht. Um die Bindung von Eap an eukaryotische Zellen zu bestimmen, wurden Bindungsassays mit biotinyliertem Eap an HUVEC über das ELISA-Prinzip durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Aufnahme von Eap in das Zytoplasma von Endothelzellen abhängig von der Eap-Konzentration und der Inkubationszeit ist und nicht nur auf die Endothelzellen beschränkt bleibt, sondern auch in der ECM nachgewiesen wurde. Die Aufnahme von Eap war bei 4 °C und bei gleichzeitiger Inkubation von Eap mit Heparin stark reduziert. Heparansulfate auf den Zelloberflächen hatten einen begrenzten Einfluss auf die Internalisierung von Eap. ICAM-1 war nach Eap-Inkubation in der V. umbilicalis reduziert darstellbar, was die Annahme von ICAM-1 als Bindungspartner von Eap unterstützt. Ebenfalls reduziert, jedoch meist nicht so stark wie ICAM-1 und auch nicht konzentrationsabhängig von Eap oder der Inkubationszeit, war PECAM-1. Dies läßt PECAM-1 als weiteren, aber weniger affinen, Rezeptor für Eap vermuten. Die Permeabilität eines HUVEC-Monolayers wurde jedoch durch Eap nur gering beeinflusst. Eap zeigte eine homogene Verteilung im Zytoplasma ab einer Konzentration von 5 µg/ml Eap und zudem eine perinukleäre Agglomeration. Der Kern blieb allerdings frei von Eap, was darauf hinweist, dass Eap zunächst nicht in den Kern wandert, sich aber dort anlagert.

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