Streptolysin O (SLO) ist der Prototyp der großen Familie der cholesterolabhängigen Toxine und zählt zu den wichtigsten Virulenzfaktoren der Gruppe A Streptokokken. Diese ubiquitär vorkommenden Keime sind Verursacher häufiger Haut-, Weichteil-, Knochen- und Organerkrankungen. Trotz antibiotischer Therapie verlaufen generalisierte Infektionen auch heute noch zu einem hohen Prozentsatz letal.
Zum ersten Mal konnte in dieser Arbeit die Porenbildung durch sublytische SLO-Konzentrationen an kernhaltigen Zellen mit Hilfe der Patch-Clamp Technik beobachtet werden. Die Porenbildung durch SLO war transienter Natur und die Poren wechselten zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen. Wir konnten eine elementare Grundpore mit einer Leitfähigkeit von 425 pS identifizieren und vermuten, dass Cluster von SLO-Poren in der Zellmembran zu synchronen Porenöffnungen und -schlüssen führen. Die Art der Porenschlüsse, die sich in langsame und schnelle Schlüsse unterteilen lassen, war abhängig von dem Gehalt an intra- und extrazellulärem Calcium.
Zudem war die porenbildende und hämolytische Aktivität stark abhängig von der Temperatur und dem pH-Wert der Lösungen. Die Fiebersenkung und der Ausgleich einer metabolischen Azidose scheinen daher effektive Maßnahmen in der Therapie generalisierter Streptokokkeninfekte zu sein.
In der vorliegenden Arbeit wurden außerdem Substanzen beschrieben, die in der Lage sind, die Zellzerstörung durch SLO zu reduzieren. Der Einsatz von Lanthan und Eosin Y in vitro führte zu einer Blockade der Porenströme bzw. einer Hemmung der Porenbildung und konnte die Zelllyse verhindern.
In verschiedenen Versuchsansätzen konnte weiterhin gezeigt werden, dass SLO-Poren für Calciumionen permeabel sind. Bei niedrigen SLO-Konzentrationen führte der Calciumeinstrom in die Zellen zu nichtperiodischen Ca2+-Spikes, die von den Zellen toleriert wurden. In höheren Konzentrationen verloren die untersuchten Zellen die Kontrolle über ihre Calciumhomöostase. Die resultierende Calciumüberladung führte zur Apoptose der betroffenen Zellen.
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