@phdthesis{Kloppot2016, author = {Peggy Kloppot}, title = {Sekretierte Proteine aus Staphylococcus aureus – Immunogenit{\"a}t und spezifische Interaktionen mit dem humanen Immunsystem}, journal = {Secreted proteins of Staphylococcus aureus – Immunogenicity and specific interactions with the human immune system}, url = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002654-7}, year = {2016}, abstract = {Staphylococcus (S.) aureus ist vor allem bekannt als einer der Haupterreger nosokomialer Infektionen weltweit. Die Mechanismen, mit denen S. aureus und das Immunsystem des Wirtes miteinander interagieren sind komplex und bis heute nicht vollst{\"a}ndig verstanden. Ziel der vorliegenden Dissertation war es daher, bekannte Virulenzfaktoren von S. aureus und Proteine, deren Funktion f{\"u}r das Bakterium bisher unbekannt ist, hinsichtlich ihrer Immunogenit{\"a}t und ihrer F{\"a}higkeit, Interaktionen mit Zellen und Plasmafaktoren des humanen Blutes einzugehen, zu charakterisieren. Die Entwicklung und Anwendung eines f{\"u}r den Organismus S. aureus spezifischen Proteinmikroarray war eines der Hauptziele dieser Arbeit, welches unter der Bezeichnung Staph-Toxin-Ag verwirklicht wurde. Der Array trug bis zu 62 S. aureus-Antigene und zeigte sich als geeignet zur Charakterisierung und Quantifizierung von Antik{\"o}rperantworten in verschiedenen humanen und murinen Wirtsproben, wie Blutplasma und -serum sowie anderen extrazellul{\"a}ren Fl{\"u}ssigkeiten wie Nasensekret und Bauchwasser von gesunden und infizierten Probanden. Im ‚Protein-Interaktionsassay‘ wurde der Staph-Toxin-Ag dazu verwendet, Interaktionen von S. aureus-Proteinen zu humanen Blutplasmaproteinen zu identifizieren – Faktor H, Fibronektin, Fibrinogen, Plasminogen und Vitronektin. Der Staph-Toxin-Ag wurde in zwei unabh{\"a}ngigen globalen Studien angewendet, welche die S. aureus spezifischen Antik{\"o}rperantworten von gesunden humanen Probanden untersuchten, darunter Tr{\"a}ger und Nicht-Tr{\"a}ger von S. aureus. In der ersten Studie wurden die IgG-Antworten in den Blutplasmen, in der zweiten Studie die Antik{\"o}rperantworten der Klassen IgG und IgA, hier in den Nasensekreten der Probenaden charakterisiert. In beiden Studien wurde wie erwartet eine enorme Heterogenit{\"a}t der detektierten Antik{\"o}rperantworten innerhalb der Kohorten beobachtet, die unabh{\"a}ngig vom Tr{\"a}gerstatus bestand. Vergleichende Analysen der IgA- mit den IgG-Antworten in den Nasensekreten konnten den Grad der Heterogenit{\"a}t noch einmal deutlich erh{\"o}hen. F{\"u}r keinen der untersuchten Probanden stimmten die S. aureus-Antigen-Muster beider Antik{\"o}rperklassen vollst{\"a}ndig {\"u}berein. F{\"u}r die untersuchten S. aureus-Tr{\"a}ger wurden im Durchschnitt h{\"o}here Antik{\"o}rperlevel nachgewiesen als f{\"u}r die Nicht-Tr{\"a}ger. Statistische Analysen (Mann-Whitney U-Test) der gemessenen IgG- bzw. IgA-Level identifizierten insgesamt zehn Antigene, gegen die die Testgruppe der Tr{\"a}ger im Vergleich signifikant h{\"o}here Antworten zeigte. F{\"u}r das virulenzassoziierte Protein IsaA (Immunodominant staphylococcal Antigen A) wurden die beschriebenen Unterschiede in beiden globalen Studien und f{\"u}r beide untersuchten Antik{\"o}rperklassen identifiziert. Die st{\"a}rksten und h{\"a}ufigsten Antik{\"o}rperantworten konnten gegen Proteine aus zwei funktionellen Gruppen – die nicht-egc-Superantigene (SEB, SEC, TSST-1) und die Komplement- und Koagulationsinhibitoren (SCIN, Efb, Sbi, SSL-7, SACOL1169) – detektiert werden. Mindestens 60 \% der untersuchten Probanden zeigten spezifische IgG- und/oder IgA-Antworten gegen Komplementinhibitoren. Hingegen konnten f{\"u}r Superantigene vor allem Antik{\"o}rperspezifit{\"a}ten der Klasse IgG detektiert werden. F{\"u}r den Komplementinhibitor Sbi (S. aureus Binder of IgG) wurde eine L{\"u}cke in den IgG-Antworten beobachtet. Beide funktionelle Gruppen werden folglich bei der Invasion des Wirtes von S. aureus in vivo exprimiert. Komplementinhibitoren sind dar{\"u}ber hinaus offensichtlich f{\"u}r S. aureus von besonderer Relevanz bei der Kolonisierung der Naseschleimhaut. Zahlreiche neue Erkenntnisse konnten gewonnen werden zu Proteinen, die von S. aureus sekretiert werden, deren Funktion f{\"u}r das Bakterium jedoch bisher unbekannt ist. Gegen zehn dieser Proteine wurden mithilfe des Staph-Toxin-Ag spezifische IgG- und/oder IgA-Antworten nachgewiesen, besonders h{\"a}ufig gegen die Antigene SACOL0479, SACOL0480, SACOL0985 und SaurJH1\_2034. Dies zeigte, dass diese Proteine durch S. aureus in vivo synthetisiert werden und dass sie immunogen wirken. Im ‚Protein-Interaktionsassay‘ konnten f{\"u}r 20 der sekretierten Proteine mit unbekannter Funktion Interaktionen mit humanen Blutplasmafaktoren nachgewiesen werden. In durchflusszytometrischen Analysen mit humanem Vollblut wurden f{\"u}r sieben Proteine – SACOL0021, SACOL0742, SACOL0908, SACOL0985, SACOL1788, SACOL1802 und SACOL2197 – spezifische Bindungen an PMNs (Polymorphonuclear Leukocytes) und/oder Monozyten gezeigt. In der vorliegenden Dissertation wurden mithilfe immunologischer und durchflusszytometrischer Methoden potentielle neue Virulenzfaktoren, Vakzinkandiaten sowie diagnostische Biomarker identifiziert. Neben der wissenschaftlichen Anwendung ist der Proteinarray Staph-Toxin-Ag durch seine Eigenschaften pr{\"a}destiniert f{\"u}r einen Einsatz als Screening-Methode in der diagnostischen Medizin.}, language = {de} }