Einsatz des Modellorganismus Galleria mellonella zur Bestimmung neuer Therapieansätze bei Infektionen – Untersuchungen auf Basis einer Transkriptom-Sequenzierung

Abstract

In dieser Arbeit wurde die Immunantwort von G. mellonella Larven auf die Bakterien P. aeruginosa, S. Typhimurium, S. aureus und E. coli untersucht. Durch die Analyse des Transkriptoms von G. mellonella nach einer systemischen Infektion sollten neue spezifische Infektionsmarker oder therapeutische Ansatzpunkte für den klinischen Einsatz gefunden werden. Außerdem sollten Differenzen in der Immunantwort der Larven auf die verschiedenen Pathogene bestimmt werden. Als methodische Grundlage kam eine Transkriptom- Sequenzierung (RNA-Seq) zum Einsatz. Diese wurde durch qRT-PCR- sowie ELISA-Messungen ergänzt, um ein umfassendes Bild zu generieren sowie auch einen Vergleich der Methoden und ihren Grenzen zu ermöglichen. Des Weiteren wurde über eine Auszählung der Zellen in der Hämolymphe die Immunreaktion von G. mellonella nach systemischer Applikation von Pathogenen untersucht und durch Bakterienanzucht aus G. mellonella Hämolymphe die Fähigkeit der Larven die Pathogene zu eliminieren bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass nach einer Infektion eine Regulation vieler Transkripte durch RNA-Seq messbar ist. Einige Transkripte sind dabei stark reguliert, jedoch in ihrer Funktion noch unbekannt. Die Abwehrmechanismen von G. mellonella unterscheiden sich in Abhängigkeit vom injizierten Pathogen. S. Typhimurium konnte von G. mellonella bei systemischer Infektion eliminiert werden und die Infektion führte nicht zu einem Untergang der Zellen in der Hämolymphe. Bei einer systemischen Infektion mit P. aeruginosa war ein Eliminieren der Bakterien aus der Hämolymphe trotz geringer Infektionsdosis überwiegend nicht möglich und es kam zu einer starken Abnahme der Zellzahl sowie zu einem schnellen Versterben der Tiere. Das Protein SERPINB1 könnte einen universellen Marker für systemische Infektionen in G. mellonella darstellen und sollte daher weiter untersucht werden. Darüber hinaus konnten die Bedeutung der Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten bei Infektionen sowie Beispiele für bereits bestehende, vielversprechende Ansätze dargelegt werden. Zusammenfassend ist der Einsatz von G. mellonella Larven ein für die grundlegende Infektionsforschung geeignetes und erfolgreiches Modell, an dem das angeborene Immunsystem isoliert und in vivo betrachtet werden kann.