IRG-und GBP-spezifische Virulenzmechanismen von Toxoplasma gondii

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Tobias Steinfeldt
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277942395

Immunity-Related GTPases (IRG Proteine) and Guanylate Binding Proteins (GBP Proteine) sind ein essentieller Bestandteil der zellautonomen Immunität gegenüber einer Infektion mit unterschiedlichen Pathogenen. Einige Stämme des Parasiten Toxoplasma gondii sind virulent in Labormäusen, weil sie Kinasen und Pseudokinasen sekretieren, die kooperieren, um Teile des IRG Resistenzsystems zu inaktivieren. Wir konnten eine Interaktion der Kinase ROP39 mit ROP5B identifizieren, wobei ROP5B diejenige von drei ROP5 Isoformen ist, die primär für die Virulenz des Parasiten in Labormäusen verantwortlich ist. Wir werden die Bedeutung dieses neuen Kinasekomplexes hinsichtlich der Virulenz von T. gondii weiter untersuchen und zelluläre Interaktionspartner identifizieren, um auf diese Weise seine molekulare Wirkungsweise aufzuklären.Ein weiterer Bestandteil dieses Antrages umfasst ein eventuell notwendiges Zusammenspiel von IRG und GBP Proteinen für die Kontrolle von murinen T. gondii Infektionen. Diesbezüglich konnten wir eine direkte Interaktion von Irgb10 und mGBP6 aufzeigen. Dieses IRG:GBP Paar ist das erste und möglicherweise nur eines von möglichen weiteren. Wir werden diese molekularen Interaktionen identifizieren und näher untersuchen, um auf diese Weise einen neuartigen Aspekt der IRG- und GBP-vermittelten Kontrolle von T. gondii Infektionen zu beschreiben.In einigen Wildmäusen und wildstämmigen Mäusen vermitteln polymorphe IRG Proteine die Kontrolle von virulenten T. gondii Stämmen, deren Infektion für Labormäuse letal ist. Ein essentieller Bestandteil dieser Resistenz ist die Bindung des IRG Proteins Irgb2-b1 an den Virulenzfaktor ROP5. Das Irgb2-b1 Interface dieser Interaktion ist polymorph und unter positiver Selektion. Atypische T. gondii Stämme aus Südamerika wiederum sind virulent selbst in diesen Mäusen und wir konnten zeigen, dass deren Virulenz in polymorphen ROP5 Varianten begründet ist, welche die Bindung und Inaktivierung durch Irgb2-b1 umgehen. Wir werden das ROP5 Interface dieser Interaktion charakterisieren und weitere Virulenzmechanismen atypischer T. gondii Stämme untersuchen, die in erster Linie mit dem IRG und GBP System assoziiert sind.In humanen Zellen wird die Resistenz gegenüber T. gondii u.a. durch GBP Proteine vermittelt, der zugrundeliegende molekulare Mechanismus ist jedoch nicht bekannt. Im Gegensatz zu avirulenten Stämmen sind virulente T. gondii Stämme in der Lage, die Aktivierung des Inflammasoms zu inhibieren. Wir konnten diesbezüglich eine entscheidende Bedeutung von ROP5 und ROP18 demonstrieren. Eine Interaktion von ROP5 und ROP18 mit GBP5 und GBP3 und Experimente in GBP ko Zellen verdeutlichen sowohl einen wichtigen Einfluss beider GTPasen als auch die Bedeutung der parasitären Effektorproteine. Wir werden den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus dieser Interaktionen untersuchen und am Ende die Bedeutung der GBP Proteine für die Resistenz gegenüber humanen T. gondii Infektionen aufklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen