Viral-bacterial strategies to interact with the bovine airway epithelial cells

Medientyp: E-Book; Hochschulschrift

Titel: Viral-bacterial strategies to interact with the bovine airway epithelial cells

Weitere Titel: Übersetzung: Viral-bakterielle Strategien der Interaktion mit Atemwegsepithelzellen

Beteiligte: Su, Ang [Verfasser:in]; Herrler, Georg [Akademische:r Betreuer:in]; Becher, Paul [Akademische:r Betreuer:in]

Körperschaft: Tierärztliche Hochschule Hannover

Erschienen: Hannover: Tierärztliche Hochschule Hannover, 2020

Umfang: 1 Online-Ressource (VII, 98 Seiten); Illustrationen, Diagramme

Sprache: Englisch

Identifikator:

Schlagwörter: Atemwegsinfektion > Epithelzelle > Rind > Hochschulschrift > Dissertation

Entstehung:

Hochschulschrift: Dissertation, Tierärztliche Hochschule Hannover, 2020

Anmerkungen: Zusammenfassungen in deutscher und englischer Sprache

Beschreibung: Das respiratorische Epithel bildet eine durchgehende Zellschicht, die die Luft in den Atemwegen vom inneren Milieu im gesamten Respirationstrakt trennt. Die primären Funktionen des respiratorischen Epithels bestehen darin, die Atemwege vor potentiellen Krankheitserregern und Fremdstoffen zu schützen, um Infektionen und Gewebeverletzungen zu vermeiden. Das Atemwegepithel in der Trachea und den Bronchien ist pseudostratifiziert und besteht hauptsächlich aus drei Zelltypen - Flimmerzellen, Becherzellen und Basalzellen, um die Barrierefunktion zu erfüllen, einschließlich einer physikalischen, einer chemischen und einer immunologischen Barriere. Daher erhöht eine Verletzung oder Dysfunktion des respiratorischen Epithels das Risiko einer Infektion durch Atemwegspathogene und einer Atemwegserkrankung. Um andererseits den Abwehrmechanismen des respiratorischen Epithels zu entgehen, haben respiratorische Pathogene verschiedene Strategien entwickelt, um mit den Epithelzellen der Atemwege zu interagieren. Bei Rindern wird der Bovine Respiratory Disease Complex (BRDC), eine multifaktorielle und kostspielige Erkrankung des Rindes, in der Regel durch eine Vielzahl von Erregern verursacht. Unter diesem komplizierten BRDC-Szenario sind die genauen Mechanismen der viral-bakteriellen Mono- oder Co-Infektionen im bovinen Respirationstrakt noch weitgehend unbekannt. Pasteurella multocida ist einer der wichtigsten bakteriellen Krankheitserreger im Zusammenhang mit BRDC. Als Kommensale bei Rindern ist P. multocida häufig in den oberen Atemwegen zu finden. Die Pathogenese von P. multocida und die Wechselwirkungen mit Atemwegsepithelzellen im Kommensalenstatus sind jedoch noch immer rätselhaft. Ein weiterer wichtiger Teilnehmer am BRDC ist das Bovine Virusdiarrhoe-Virus (BVDV), ein weltweit verbreiteter Erreger bei Rindern, der für die meisten Herden eine Infektionsgefahr darstellt. BVDV kann immunsuppressive Wirkungen, Atemwegserkrankungen, Magen-Darm- und Fortpflanzungsstörungen hervorrufen und verursacht bei erkrankten Rindern eine systemische Infektion. Das Virus wird über den Respirationstrakt aufgenommen, von wo aus sich die Infektion auf andere Stellen im Körper ausbreitet. Es ist wichtig zu wissen, wie BVDV mit den Epithelzellen der Atemwege interagiert. Im ersten Teil dieser Arbeit wendeten wir enddifferenzierte Epithelzellkulturen unter Luft-Flüssigkeits-Grenzflächenbedingungen an, um die Wirkung und Gegenwirkung zwischen P. multocida und Atemwegsepithelzellen während der bakteriellen Infektion zu analysieren. P. multocida wuchs effizient auf den Bronchialepithelzellkulturen und induzierte einen schädigenden Effekt, der sich durch den Verlust von Flimmerzellen zeigte. Trotz dieses Verlustes blieb die Barrierefunktion der epithelialen Zellschicht erhalten. Darüber hinaus erhielten wir Hinweise darauf, dass das Bakterienwachstum gestört werden kann, indem die Wirkung der bakteriellen Neuraminidase verhindert und damit die P. multocida-Infektion in bovinen ALI-Kulturen gehemmt wird. Der zweite Teil dieser Arbeit konzentrierte sich auf die Wechselwirkungen zwischen BVDV und polarisierten, aber nicht differenzierten Epithelzellen. Zunächst etablierten wir erfolgreich die polarisierte Epithelzellkultur für Infektionsstudien mit BVDV mit besonderem Schwerpunkt auf der Polarität von Viruseintritt und Virusfreisetzung. Es zeigte sich, dass BVDV die Infektion sowohl über die apikale als auch über die basolaterale Oberfläche initiiert. Die Infektion war am effizientesten, wenn das Virus auf die basolaterale Domäne der Plasmamembran appliziert wurde. Hinsichtlich der Virusfreisetzung erfolgte der Austritt von BVDV deutlich bevorzugt über die apikale Seite der Zellen. CD46, der einzige bisher identifizierte Rezeptor für BVDV, wurde vorwiegend an der apikalen Oberfläche exprimiert. In einem CD46-Blockierungsexperiment reagierten die beiden Membrandomänen unterschiedlich. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass CD46 als Rezeptor für eine apikale Infektion dient, während die basolaterale Infektion durch einen anderen Rezeptor vermittelt wird, der in der Zukunft aufgeklärt werden muss.

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