Die Toxoplasmose ist eine von einzelligen Parasiten (Toxoplasma gondii) übertragene Infektionskrankheit. Mit einer Seroprävalenz von ca. 50% stellt die Erkrankung eine der bedeutendsten Zoonosen in der deutschen Bevölkerung dar.

Aktuelle Forschungsprojekte

Etablierung und Validierung eines Meerschweinchenmodells für die humane kongenitale Toxoplasmose

Die Toxoplasmose ist eine der weltweit am meisten verbreiteten Zoonosen. Sie wird durch den einzelligen Parasiten Toxoplasma gondii verursacht. Dieser weist unter anderem einen ausgeprägten Tropismus für neuronale Zellen auf. Hauptwirt des Parasiten ist die Katze, über deren Kot oder den rohen Verzehr infizierter Zwischenwirte sich Menschen infizieren können. Kommt es beim Menschen und Tier während der Schwangerschaft zur erstmaligen Infektion des Muttertieres, werden infolge die Feten vertikal infiziert, welches oftmals weitreichende neurale Missbildungen oder den Schwangerschaftsabbruch zur Folge hat. 

Bislang existieren keine Daten zum genauen Zelltropismus von T. gondii während der Gehirnentwicklung.

Ziel dieses Projekts ist es, das Meerschweinchen als Modelltier für die kongenitale Toxoplasmose, insbesondere für die humane kongenitale Toxoplasmose, zu etablieren und auf Basis der Erregertransmission, pathomorphologischen und immunhistologischen Befunde zu validieren. Das Projekt liefert die Basis für die Verwendung des Meerschweinchens als Tiermodell zur Untersuchung wissenschaftlicher Fragestellungen von hoher Aktualität und klinischer Bedeutung u.a. zur Pathogenese, Diagnostik, Therapie und Prognose der kongenitalen Toxoplasmose.

(Grochow)

Parasit-Wirt-Interaktionen während akuter und chronischer Gehirninfektion von Toxoplasma gondii im Mausmodell

Die wichtigsten Zwischenwirte von T. gondii sind Nagetiere. T. gondii kann das Verhalten infizierter Nagetiere während einer chronischen Infektion verändern. Durch noch nicht bekannte Mechanismen verlieren infizierte Ratten bzw. Mäuse ihre evolutionäre Angst vor Katzen (bzw. Felidae). Sie scheinen eine Affinität für den Geruch von Katzenurin zu entwickeln. Unser Ziel ist die Aufklärung solcher spezifischen parasitären Manipulationen des Verhaltens eines Wirts. Nach Bewertung und Bestätigung der Verhaltensmodifikationen führen wir eine Genexpressionsanalyse akut und chronisch infizierter Mäuse durch. Darüber hinaus wird die Expression bestimmter Gene unter Verwendung von In-vitro-Infektionsmodellen analysiert.

(Dr. Renteria-Solis)

Immunfluoreszenzfärbung: DNMT-1-Expression (Alexa fluor, rot) während In-vitro-Infektion von T. gondii Tachyzoiten (Stamm RH-GFP, grün) in Mausneuronen (Zellkern, DAPI, blau), Fotograf: Dr. Renteria-Solis

Parasit-Wirt-Interaktionen bei Ko-Infektion von Toxoplasma gondii und Eimeria spp. im Huhn

Die weit verbreiteten Apicomplexa-Parasiten Toxoplasma gondii (T. gondii) und Eimeria tenella (E. tenella) sind wichtige Krankheitserreger mit hoher Prävalenz im Geflügel. Das Ziel unserer Studie war die Untersuchung von gegenseitigen

Einflüssen bei koinfizierten Hühnern, wobei der Schwerpunkt auf der Immunantwort und dem Infektionsverlauf liegt. Zwei getrennte Versuche wurden mit insgesamt 96 Eintagsküken durchgeführt, die in vier Studiengruppen unterteilt waren: Gruppe NC (Negativkontrolle, nicht infiziert), Gruppe PC-T (orale oder intramuskuläre Infektion mit T. gondii Oozysten (Versuch 1) bzw. Tachyzoiten (Versuch 2)), Gruppe PC-E (orale Infektion mit E. tenella (Versuch 1) oder E. tenella und Eimeria acervulina (Versuch 2)) und Gruppe TE (Co-Infektion). T. gondii und Eimeria-Infektionen wurden durch verschiedene Parameter validiert und die Zytokinexpression im Darm und in der Milz wurde untersucht. T. gondii-spezifische Antikörper wurden frühestens 4 Tage nach der Infektion (p.i.) durch Immunoblot nachgewiesen und der direkte DNA-Nachweis war in 22,1% aller Gewebeproben von infizierten Hühnern möglich. Eimeria spp. Merogonie schien durch die Ko-Infektion mit T. gondii verstärkt zu werden, interessanterweise ohne ausgeprägte Unterschiede in der Oozystenausscheidung zwischen koinfizierten und Eimeria spp. monoinfizierten Hühnern. Eine Zunahme der Messenger-RNA (mRNA)-Expression von Th1- (IFN-γ, IL-12, TNF-α) und Th2-bezogenen Zytokinen (IL-10) wurde hauptsächlich in den Gruppen PC-E und TE beobachtet, jedoch ohne statistisch signifikante Unterschiede zwischen Ko-Infektion und Einzelinfektion mit Eimeria. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der größte Teil der messbaren Immunantwort auf die Eimeria-Infektion zurückzuführen ist. Nach unserem Wissen ist dies die erste Bericht über Ko-Infektionsexperimente von T. gondii mit Eimeria spp. bei Hühnern.

(Hiob)

Parasit-Wirt-Interaktionen in Toxoplasma gondii- infizierter Hühnerblutzellmischkultur

Toxoplasma gondii hat die Fähigkeit, nahezu alle Zellen mit Zellkern in verschiedenen Wirten zu infizieren. Ziel der vorliegenden Studie war es, Parasit-Wirtszell-Interaktionen zu untersuchen und welche Hühnerblutzellen von T. gondii in einer Mischblutzellkultur befallen werden. Die Studie bestand aus zwei aufeinander folgenden Experimenten. In Experiment 1 haben wir T. gondii Tachyzoiten (ME49) mit einer Infektionsdosis von 1 Tachyzoit pro Blutzelle verwendet und untersuchten die T. gondii Replikation sowie die mRNA-Expression verschiedener Zytokine und der induzierbarer Stickoxidsynthase (iNOS) zwischen 1 h und 48 h nach der Infektion (p.i.) mittels quantitativer PCR.

Durch die Verwendung von T. gondii RH-GFP Tachyzoiten, die das grün-fluoreszierende Protein GFP exprimieren, zielten wir in Experiment 2 auf die Visualisierung infizierter Zellen mittels konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) und einer durchflusszytometrischen Analyse bei 24 h p.i.

Die Parasiten-Replikationskurve zeigte einen massiven Rückgang von Parasitenstadien bis 24 h p.i., gefolgt von einer annähernden Plateauphase. Wir beobachteten hauptsächlich signifikant erhöhte iNOS mRNA-Expressionswerte in der T. gondii-infizierten Kultur im Vergleich zu nicht infizierten Zellen. Daten aus der Durchflusszytometrie und CLSM bestätigten Monozyten/Makrophagen als Hauptzielzellen für T. gondii. Darüber hinaus scheinen verschiedene Lymphozyten wie B-Zellen und zytotoxische T-Zellen in geringem Maße befallen zu sein. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Monozyten/Makrophagen eine Schlüsselrolle als Wirtszellen bei der T. gondii Infektion im Huhn spielen und die Immunantwort triggern.

Nach unserem Wissen ist dies der erste Bericht über eine Hühnerblutzellmischkultur, die experimentell mit T. gondii infiziert wurde.

(Hiob)

Toxoplasma gondii-Wirt-Interaktionen in der Plazenta

Die Plazenta spielt eine wichtige Rolle bei der kongenitalen Toxoplasmose. Wir haben das Ziel herauszufinden, welchen Herausforderungen T. gondii während der plazentaren Infektion gegenübersteht. Zusätzlich möchten wir die Genregulation während der Immunantwort untersuchen. Wir werden Proben von In-vivo-Infektionen im Mausmodell analysieren sowie In-vitro-Infektionen von Schaf Trophoblasten mit T. gondii. Dazu werden traditionelle histologische Techniken sowie die Analyse der Genexpression von Wirtzytokinen und Parasitenstress verwendet. Die Ergebnisse dieses Projekts werden Einblicke in die kongenitale Toxoplasmose vermitteln.

(Dr. Renteria-Solis)

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