Volltext-Downloads (blau) und Frontdoor-Views (grau)
The search result changed since you submitted your search request. Documents might be displayed in a different sort order.
  • search hit 65 of 5198
Back to Result List

Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-78766

Responses of bovine and human neutrophils to members of the Mycobacterium tuberculosis complex

  • PMN are one of the most important cells of the innate immune system and are responsible for fast clearance of invading pathogens in most circumstances. The role of human PMN during mycobacterial infection have been widely studied. Nevertheless, there are contradicting results regarding their role in protection or pathology during TB. Similar studies focusing on bovine PMN and their role in M. bovis infection remain understudied. Also, not much is known about attenuation of M. tb in cattle and responses of PMN to this MTBC member. The major aims of this study were to i) gain insights into bovine PMN biology and the cellular processes triggered by challenge with virulent mycobacteria and to ii) find out whether interspecies differences result in different outcomes upon in vitro challenge. In the first part of the work, a new isolation method for bovine PMN from whole blood was developed. Human and bovine PMN have different buoyant properties and hence need to be isolated using different procedures. The magnetic isolation method developed within this thesis is robust and results in very good yields of highly pure, viable bovine PMN populations. This is extremely advantageous and indispensable for downstream functional assays that are required to be performed on a single day. The second goal of this study was to compare and contrast the functional differences between bovine and human PMN upon BCG infection. The findings reveal for the first time that human PMN phagocytose more BCG in comparison to bovine counterparts. Non-opsonized bacteria were internalized via the lectin-like C-domain, require cholesterol and an active cytoskeleton in human PMN, whereas opsonized bacteria entered cells via the CR3 and, in particular, CD11b. It remains unresolved why bovine PMN reacted differently, notably phagocytosis remained unaltered, to various treatments, including blocking monoclonal antibodies to CD11b and chemical inhibitors altering the cell membrane. Nonetheless, the increased uptake of BCG by human PMN correlates to more potent response of these cells in functional assays in comparison to bovine PMN. No PMN intrinsic differences were found in the basal cholesterol content. Comparative assays with the virulent strains would be essential in order to generalize these observations. The third aim was to investigate the responses of bovine PMN to BCG, M. tb and M. bovis. While there was no difference in uptake between BCG and M. tb, serum opsonized BCG was taken up at a higher amount. This finding suggests differential binding of bacterial epitopes to host cell receptors which modulates mycobacteria uptake. However, between the virulent strains M. tb and M. bovis, the human-adapted bacillus was phagocytosed at a higher rate which hints towards the possibility of rapid recognition and clearance of M. tb in bovine host thereby possibly preventing pathology. The release of selective cytokines by PMN post infection with the virulent strains offers baseline information relevant for processes that probably occur in vivo. This work for the first time provides insights into responses of bovine PMN to mycobacteria in a two-tier approach: by cross-species analysis of PMN responses to selected mycobacterium and by head-to-head analysis of bovine PMN to animal-adapted and human-adapted mycobacteria. As a prospect for future research in bovine PMN biology in the context of mycobacterial infection, it would be highly advantageous to compare the subcellular localization of M. tb and M. bovis in bovine PMN using confocal and/or electron microscopy. This analysis would confer proof on attachment or internalization of mycobacteria by PMN and identify the features of the mycobacteria-containing compartments. Also, in-depth investigations of additional entry pathways for the pathogen in bovine cells would be informative for unlocking downstream cell signaling events. In addition, PMN viability studies will be meaningful particularly in bovine PMN challenged with M. bovis and M. tb, given the impact of death patterns on tissue pathology. Current results and follow up studies will contribute to the understanding of the roles of PMN in controlling elimination or growth of M. bovis and M. tb in cattle.
  • Die PMN sind eine der wichtigsten Zellen des angeborenen Immunsystems und in den meisten Fällen für die schnelle Beseitigung eindringender Krankheitserreger verantwortlich. Die Rolle der menschlichen PMN während einer mykobakteriellen Infektion ist umfassend untersucht worden. Dennoch gibt es widersprüchliche Ergebnisse hinsichtlich ihrer Rolle beim Schutz oder bei der Pathologie während der TB. Ähnliche Studien, die sich auf Rinder-PMN und ihre Rolle bei der Infektion mit M. bovis konzentrieren, sind noch wenig erforscht. Auch über die Abschwächung von M. tb bei Rindern und die Reaktionen der PMN auf dieses MTBC-Mitglied ist nicht viel bekannt. Die Hauptziele dieser Studie bestanden darin, i) Einblicke in die Biologie der PMN von Rindern und die zellulären Prozesse zu gewinnen, die durch eine Infektion mit virulenten Mykobakterien ausgelöst werden, und ii) herauszufinden, ob Unterschiede zwischen den Tierarten zu unterschiedlichen Ergebnissen bei einer In-vitro-Infektion führen. Im ersten Teil der Arbeit wurde eine neue Isolierungsmethode für bovine PMN aus Vollblut entwickelt. Menschliche und bovine PMN haben unterschiedliche Auftriebseigenschaften und müssen daher mit unterschiedlichen Verfahren isoliert werden. Die in dieser Arbeit entwickelte magnetische Isolierungsmethode ist robust und führt zu einer sehr guten Ausbeute an hochreinen, lebensfähigen bovinen PMN-Populationen. Dies ist äußerst vorteilhaft und unverzichtbar für nachgeschaltete funktionelle Assays, die an einem einzigen Tag durchgeführt werden müssen. Das zweite Ziel dieser Studie war es, die funktionellen Unterschiede zwischen bovinen und menschlichen PMN nach einer BCG-Infektion zu vergleichen und gegenüberzustellen. Die Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass humane PMN mehr BCG phagozytieren als ihre bovinen Pendants. Nicht-opsonisierte Bakterien wurden über die Lektin-ähnliche C-Domäne internalisiert und benötigen Cholesterin und ein aktives Zytoskelett in menschlichen PMN, während opsonisierte Bakterien über CR3 und insbesondere CD11b in die Zellen gelangen. Es ist nach wie vor ungeklärt, warum Rinder-PMN auf verschiedene Behandlungen, einschließlich der Blockierung monoklonaler Antikörper gegen CD11b und chemischer Inhibitoren, die die Zellmembran verändern, unterschiedlich reagierten, insbesondere blieb die Phagozytose unverändert. Nichtsdestotrotz korreliert die erhöhte Aufnahme von BCG durch menschliche PMN mit einer stärkeren Reaktion dieser Zellen in funktionellen Tests im Vergleich zu Rinder-PMN. Es wurden keine PMN-immanenten Unterschiede im basalen Cholesteringehalt festgestellt. Um diese Beobachtungen zu verallgemeinern, wären vergleichende Tests mit den virulenten Stämmen unerlässlich. Das dritte Ziel bestand darin, die Reaktionen von Rinder-PMN auf BCG, M. tb und M. bovis zu untersuchen. Während es keinen Unterschied in der Aufnahme von BCG und M. tb gab, wurde mit Serum opsonisiertes BCG in höherem Maße aufgenommen. Dieser Befund deutet auf eine unterschiedliche Bindung von bakteriellen Epitopen an Wirtszellrezeptoren hin, die die Aufnahme von Mykobakterien moduliert. Zwischen den virulenten Stämmen M. tb und M. bovis wurde der an den Menschen angepasste Bazillus jedoch in höherem Maße phagozytiert, was auf die Möglichkeit einer schnellen Erkennung und Beseitigung von M. tb im Rinderwirt hindeutet und dadurch möglicherweise eine Pathologie verhindert. Die Freisetzung selektiver Zytokine durch PMN nach der Infektion mit den virulenten Stämmen liefert grundlegende Informationen

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Search Google Scholar

Statistics

frontdoor_oas
Metadaten
Author: Rachana Borkute
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-78766
Title Additional (German):Reaktionen von Rinder- und menschlichen Neutrophilen auf Mitglieder des Mycobacterium tuberculosis-Komplexes
Referee:Prof. Dr. Anca Dorhoi, Prof. Dr. Jonathan Jantsch
Advisor:Prof. Dr. Anca Dorhoi
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2023
Date of first Publication:2023/03/21
Granting Institution:Universität Greifswald, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:2023/01/23
Release Date:2023/03/21
GND Keyword:Bovine TB, neutrophils, immunology, zoonotic TB
Page Number:160
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften; Biologie