Motiviert durch die enormen sozioökonomischen Folgen der Schistosomiasis in tropischen und subtropischen Endemiegebieten weltweit werden derzeit große Anstrengungen unternommen, die Verbreitung der parasitären Infektionskrankheit einzudämmen. Auf der Suche nach alternativen Behandlungsmethoden zu den gegenwärtig limitierten Therapieansätzen, ist u.a. ein fundiertes Wissen über die Entwicklungsbiologie von Schistosomen unerlässlich. Ziel meines Promotionsvorhabens war es daher, einen Beitrag zur Aufklärung zentraler Signalprozesse aus S. mansoni zu leisten, die im Zusammenhang mit der Entwicklung und Differenzierung des Parasiten stehen. Ein Schwerpunkt lag dabei auf den molekularen Mechanismen, welche der paarungsinduzierten Reifung adulter Schistosomen zugrunde liegen. Diese sind im Hinblick auf die Fortpflanzung und Aufrechterhaltung des Lebenszyklus, aber auch wegen der Rolle der Eier bei der Induktion pathologischer Prozesse, von besonderer Bedeutung. Im Fokus meiner Untersuchungen standen verschiedene Transmembranrezeptoren, die aufgrund ihrer Homologie zu entwicklungsbiologisch relevanten Genen anderer Organismen möglicherweise bereits beschriebenen gonadenspezifischen Signalwegen aus S. mansoni voran gestellt sind. Die Untersuchung gewebespezifischer Genfunktionen in adulten S. mansoni wird allerdings durch einen eingeschränkten Zugriff auf innere Organe wie die Gonaden erheblich erschwert. Ein erstes Ziel war es daher, ein Protokoll zur Isolation von Testes und Ovarien aus adulten S. mansoni zu etablieren, um Transkriptionsanalysen auf der Ebene von Organen durchführen zu können. Über eine Kombination aus Detergenzien- und Proteasebehandlung gelang es, Testes und Ovarien aus paarungserfahrenen und unerfahrenen S. mansoni zu erhalten. Hieran anknüpfende Analysen zeigten weiterhin, dass die isolierten Gonaden vitale Zellen und RNA in ausreichender Menge und Qualität für nachfolgende molekularbiologische Anwendungen enthielten. Um eine Anwendbarkeit der Methode für gewebespezifische Transkriptionsanalysen zu belegen, wurden erste RT-PCRs mit RNA aus Testes und Ovarien paarungserfahrener S. mansoni durchgeführt. Die hierbei erzielten Resultate bestätigten und/oder ergänzten frühere Studien ausgewählter Gene bezüglich einer Transkription in den Gonaden und lieferten außerdem erste Hinweise auf die Transkription weiterer, bisher nicht untersuchter Gene in diesen Organen. Damit erwies sich dieser Ansatz als geeignet, Ergebnisse anderer, wesentlich zeitaufwendigerer Lokalisationsmethoden, wie in situ Hybridisierungen zu verifizieren und aufgrund der höheren Sensitivität organspezifischer RT-PCRs zu ergänzen oder zu ersetzen.Im zweiten Teil der Arbeit wurden daher gonadenspezifische RT-PCRs in Kombination mit in situ Hybridisierungen angewendet, um die Transkription ausgewählter Transmembranrezeptoren in Testes und Ovarien adulter S. mansoni nachzuweisen. Zusätzlich wurden erstmals Transkriptionsanalysen mittels qPCRs durchgeführt, um Hinweise auf paarungsabhängige Transkriptionsmuster verschiedener Rezeptorgene auf Ebene der Gonaden zu untersuchen. Die erhaltenen Ergebnisse belegten erstmals den Einfluss des Paarungskontakts auf die Genexpression von Testes und Ovarien adulter S. mansoni. So konnten eine Reihe interessanter Kandidaten identifiziert werden, deren Transkriptionsraten teilweise erheblich durch die Paarung beeinflusst werden, wie das Frizzled-Homolog SmFrz1 und der Neuropeptidrezeptor SmNPYR1.Den dritten Teil der Arbeit bildeten weiterführende Charakterisierungen einiger dieser Rezeptorgene in adulten S. mansoni mittels funktioneller Analysen wie Inhibitorstudien oder RNAi-Experimenten. So konnten das transmembrane Mucin SmTmMuc1 und SmNPYR1 aufgrund von morphologischen Veränderungen in Ovarien bzw. Testes nach RNAi knock down Experimenten mit einer Beteiligung an der Gametogenese adulter S. mansoni in Verbindung gebracht werden. Ebenfalls an gonadenspezifischen Signalwegen beteiligt sind darüber hinaus möglicherweise die FGFR-Homologe SmFGFR1 und SmFGFR2, deren Inhibition zu einer Reduktion der Eiproduktion adulter S. mansoni führte. SmFrz1 hingegen scheint morphologischen Eianalysen nach Inhibitor- und RNAi-Experimenten zufolge für frühe Entwicklungsprozesse von Bedeutung zu sein, da entsprechende Behandlungen mit Defekten in der Embryogenese einhergingen. Darüber hinaus ergaben die Identifizierung potentiell Progesteron-bindender Transmembranrezeptoren und erste in vitro Behandlungen mit diesem Steroidhormon Hinweise auf eine reproduktionsrelevante Rolle von Progesteron oder verwandten Verbindungen in adulten S. mansoni. Zusammengefasst erweitern die vorliegenden Ergebnisse bisher untersuchte Signalprozesse in den Gonaden adulter S. mansoni um weitere Signalmoleküle in Form von Transmembranrezeptoren unterschiedlicher Proteinfamilien. Aufgabe zukünftiger Studien wird es u.a. sein, downstream-Interaktionspartner dieser Rezeptoren zu identifizieren und sie so in das Gesamtbild gonadenspezifischer Signalwege zu integrieren. Unter Berücksichtigung der Sonderstellung von Transmembranrezeptoren bei der Vermittlung extra- und intrazellulärer Signale und ihrer medizinischen Relevanz als potentielle drug targets, eröffnen sich durch eine Identifizierung ihrer Liganden sowie weiterer Aufklärung ihrer biologischen Funktionen neue Perspektiven zur Bekämpfung der Schistosomiasis.
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