Väitöskirja vuodelta 2007: hdl.handle.net/2077/2584
LÄHDE:
Ann-Marie Calander. Proteases in Staphylococcal Arthritis.
Dep. of Rheumatology and inflammation Research. Sahlgrenska Academy, Göteborg university. ISBN 978-91-628-7040-9
Tiivistelmästä suomennosta- Staphylococcus aureus on yleinen bakteeri. Koska immuunivajetilat maailman väestössä lisääntyvät samoin kuin antibioottiresistenttien kantojenkin ilmentymä, on kautta maailman alkanut esiintyä S. aureus - septikemiaa (verenmyrkytystä) ja sen komplikaatioita kuten niistä aiheutuvaa kuolleisuutta.
Staphylococcus
aureus (S. aureus) is a ubiquitous bacterium. Due to an increasing
prevalence of immunodeficiency states in the world population and the
emergence of antibiotic resistant strains, the incidence of S. aureus
septicaemia and its complications is increasing worldwide, as is the
mortality thereof.
- S.aureus omaa huomattavan kyvyn sopeutua ympäristöön, sillä se on kehittänyt suuren joukon invasiivisia ja evasiivisia mekanismejä pärjäilemään isäntäkehon immuunipuolustuksen kanssa. On suoritettu monia kartoittavia tutkimuksia S. aureuksen virulenssin determinanteista tarkoituksena parantaa S. aureus-infektioitten torjumiskykyä. Mutta S. aureuksen extrasellulaaristen proteaasien osuudesta virulenssissa ei ennen tätä väitöskirjaa ollut paljoakaan tietämystä.
S. aureus has an impressive capacity to adjust to the
environment since it has developed a multitude of invasive and evasive
mechanisms to cope with host defence. Many studies have been performed
mapping S. aureus virulence determinants with the aim of improving our
ability to combat S. aureus infections. So far, little is known
concerning the impact of S. aureus extracellular proteases on virulence.
- Väitöstyön ensimmäisen osan tarkoituksena oli tutkia bakteeriperäisten extrasellulaaristen proteaasien mahdollista osuutta S. aureuksen indusoimassa septisessä artriitissa (niveltulehduksessa). Luonnollisesti tähän aihepiiriin kuuluu selvittää, onko spesifistä immuunivastetta S.aureuksen extrasellulaarisiin proteaaseihin ja jos on, olisiko proteaasispesifisillä vasta-aineilla jotain estävää funktiota proteaasin aktiivisuuteen ja siten bakteerin biologisten ominaisuuksien modulaatioon.
The aim of the first part of this thesis was to investigate the role of
bacterial extracellular proteases as potential virulence factors in S.
aureus induced septic arthritis. Inherent to this goal was to
investigate whether there is a specific immune response to S. aureus
extracellular proteases and if so, whether protease specific antibodies
have any inhibitory function on the protease activity and thereby
modulating the biological properties of the bacteria.
- Väitöstyön toisessa osassa on ollut tarkoituksena luoda valoa isäntäkehoproteaasin, matrixmetalloproteinaasin numero 9 (MMP-9) osuuteen septisessä artriitissa. Vertailtiin kahta S.aureus-kantaa niiden kyvyssä aiheuttaa niveltulehdusta ja esiintyä pinttyneenä munuaisissa ja nivelissä. Toinen kanta oli S.aur 8325-4, jonka tiedetään tuottavan runsaasti extrasellulaarisia proteaaseja ja toinen kanta oli sen mutantti, jolta extrasellulaarit proteaasit puuttuvat: Aur-,Ssp- ja SspB-,
The second part of
this thesis aimed at shedding light on the impact of a host protease,
matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) on the development of septic
arthritis. S. aureus strain 8325-4 with a known high production of
extracellular proteases and its mutants lacking extracellular proteases,
Aur-, Ssp- and SspB- were compared concerning their capacity to induce
arthritis and to prevail in kidneys and joints.
- Mitattiin seerumin kokonaisimmunoglobuliinipitoisuudet IgG ja IgM sekä vasta-aineet, jotka olivat spesifiset deletoiduille proteaaseille. Kun hiljennettiin ssp-, aur- tai sspB- geenit, ei saatu esiin mitään vaikutusta septisen artriitin kliiniseen tai histologiseen kulkuun.
Total serum levels of
IgG and IgM were measured, as were antibodies specific for the deleted
proteases. Silencing of the ssp, aur, or sspB genes did not affect the
clinical nor the histological course of septic arthritis.
- Polyklonaalinen B-soluaktivaatio saatiin kuvatuksi auto-vasta-aineitten tuotannosta ja kokonais-IgG immunoglobuliinin kymmenkertaisesta lisääntymästä ja 50-prosenttisesta kokonais IgM immunoglobuliinin lisääntymästä. Spesifinen vasta-ainetuotantovaste pystyttiin osoitamaan, sillä vain ne hiiret, jotka oli infektoitu SspH - ja V8 - geenejä ilmentävillä bakteereilla antoivat vasteena antiproteaasispesifistä vasta-ainetuotantoa. Spesifisten vasta-aineiden funktionaalinen kapasiteetti osoitettiin siitä faktasta, että V8-proteaasin vasta-aineet estivät entyymin koeputkiolosuhteissa
Polyclonal
B-cell activation was illustrated by auto-antibody production and a
10-fold increase in total IgG and a 50% increase in total IgM. Specific
antibody response was demonstrated since only mice infected with
bacteria expressing SspB and V8 responded with anti-protease specific
antibody production. Functional capacity of the specific antibodies was
illustrated by the fact that the V8 protease antibodies inhibited the
activity of the enzyme in vitro.
- Isäntäkehon MMP-9- proteaasin tutkimiseksi ajan funktiona suoritettiin zymograafisia analyysejä pernahomogenaateista eri ajankohtina bakteeri-inokulaation jälkeen. Yhdeksäntenä päivänä inokulaatiosta oli MMP-9 nelinkertaisesti lisääntynyt. Sen osuutta infektiivisessä niveltulehduksessa selvitettiin edelleen poistogeenisellä hiirellä ja kontrolleilla, sen ikätoveripesueella: näille inokuloitiin i.v. S. aureusta. Ne hiiret, joilta puuttui MMP-9- geeni ilmensivät enemmän kliinistä artriittia ja voivat huonommin. Tärkeä havainto oli, että MMP-9- poistogeenisen hiiren munuaisissa ja nivelissä oli merkitsevästi enemmän bakteereja kuin saman pesueen muilla, kontrollihiirillä. Tämä viittaa siihen, että matrixmetalloproteinaasi MMP-9 on välttämätön molekyyli infektoivan aineksen poistamisessa.
To study the production of host
protease MMP-9 over time, zymographic analyses were performed of spleen
homogenates at different time points after bacterial inoculation. At day
9 after inoculation there was a four-fold increase of MMP-9 expression.
To further investigate the role of MMP-9 in infectious arthritis, MMP-9
KO mice and their littermates C57Bl/6 wt mice, were inoculated i.v.
with S. aureus. MMP-9 deficient mice showed more clinical arthritis and
thrived less well. Importantly, the MMP-9 KO mice harboured
significantly more bacteria in kidneys and joints than did their
congenic controls, indicating MMP-9 as an indispensable molecule in the
clearance of the infective agent.
- Kaikenkaikkiaan tässä väitöstyössä osoitettiin, että S. aureus-proteaasit voivat herättää isäntäkehossa spesifisen immuunivasteen, mutta ne eivät ole välttämättömiä bakteeriniveltulehduksen välittäjinä. Lisäksi osoitettiin, että isäntäkehon MMP-9 matrixmetalloproteinaasi antaa oman osansa luonnollisen immuunipuolustuksen vasterseen septisen artriitin aikana.
Altogether this thesis shows that S.
aureus proteases can evoke a specific immune response in the host, but
that they are not essential in mediating bacterial arthritis.
Furthermore, host MMP-9 contributes to innate immune responses during
septic arthritis.
Avainsanat: Keywords:
Staphylococcus aureus, bakteeri
septic arthritis, septinen niveltulehdus
proteases, proteiinia pilkkova entsyymi
matrix metalloproteinases, MMP entsyymit, sijaitsevat matrixissa ja pilkkovat solun extracellulaarista (ECM) rakennemateriaalia
Suomennos 26.11. 2014
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar