Trypanosoma brucei Flashcards
Erklären Sie die Schwankungen der Dichte von Trypanosoma brucei im Blut molekular und
immunologisch.
Das Immunsystem braucht 1 Woche, um AK gegen spezifischen “Mantel” VSG zu produzieren. Dann sinkt die Dichte der Parasitenzellen. Jedoch besitzt T. brucei viele verschiedene Gene für VSG und durch Wechsel der Genexpression wechselt der “Mantel”. Dichte nimmt wieder zu, während das Immunsystem neue AK bilden muss. Zyklen wiederholen sich.
Wie unterscheiden sich Übertragung und Infektionen der beiden Subspecies T. b. gambiense und
T.b. rhodesiense?
T.b. Gambiense ist westafrikanische Infektion:
- von Mensch zu Mensch übertragbar
- 4-6 Monate um Blut-Hirn-Schranke zu durchwandern
- langsamerer Verlauf, bis zu 6 Jahre
T.b. Rhodensiense ist ostafrikanische Infektion:
- Übertragung von Wildtieren, Wiederkäuern zu Mensch
- durchwandert Blut-Hirn-Schranke in wenigen Wochen
- aggressiverer Typ, Verlauf bis zum Tod 3-7 Monate
Beschreiben Sie den Lebenszyklus von T. brucei im Vektor und Säugetier.
Lebenszyklus im Vektor:
- Proliferation als prozyklische Form (Teilung) im Mitteldarm
- Ruhestadium metazyklische Form in Speicheldrüsen
Metabolischer Stillstand bis zum Vertebraten Wirt:
- Anstieg auf 37°C Signal
- metazyklisch, tryposomastigote Form (Geißeltasche am hinteren Ende)
- erst vorhanden als long, slender Form (Proliferation) für aktive Teilung zuständig
- Wechsel zu short, stumpy Form im Blut
- kann nur in dieser Form von Tsetse-Fliege (Vektor) aufgenommen werden
Welche Stadien von T. brucei sind im Säugetier-Wirt nachweisbar und welche Funktion im
Lebenszyklus haben sie?
Long slender Form: aktive Teilung + Replikation im Zyklus
Short stumpy Form: Ruhestadium, wird von Tsetse-Fliege aufgenommen
Welche Funktionen haben die VSG (Variant Surface Glycoproteins) von T. brucei und woraus
bestehen sie?
Funktion: Das Immunsystem und die Immunantwort des Wirts zu umgehen → schnell abbaubare
Oberfläche (Anpassungsmechanismus)
VSG sind Oberflächenantigene
Bestandteile: Protein, Ethanolamin, Phosphat, Glycan, Phosphatidylinositol
Wie werden die VSGs in der T. brucei Plasma-Membran integriert und ausgetauscht?
C-terminale Enden sind über Glycosylphosphatidylinositol (GPI)-Anker in der Zellmembran fixiert.
– Abspaltung des GPI-Ankers haupstächlich durch Phospholipase C
– Phospholipase C schneidet zwischen Alkyl-acylglycerol und Phosphat
– Phospholipase D schneidet zwischen Phosphat und Inositol
– alternativ schneiden Phospholipasen A1 und A2 zwischen Fettsäureresten
Wie wird die Expression der VSGs in T. brucei verändert?
3 Mechanismen (durch Zufall gewählt):
– Gene conversion: Prozess, bei dem DNA-Sequenz eine homologe Sequenz ersetzt,
sodass die Sequenzen nach Konversionsereignis identisch sind
→ „originale“ Sequenz ist verschwunden
(nachweisbar: Southern Blot)
Holliday-Junction
Expressionsstelle - Kopie mit Sub-Telomer reinkopiert
– Telomere exchange, an Expressionsstelle wird Sequenz ausgetauscht,
Transkriptionsstelle bleib erhalten
→ „originale“ Genkopie auf Mini-Chromosomen erhalten
(nachweisbar: Southern Blot oder Restriktionsenzyme)
– Transcriptional switch, Transkription wird auf anderen Locus umgestellt
(nachweisbar: Southern Blot oder diagnostische PCR)
Wieso ist der Mensch gegen Infektionen der Unterart des Schlafkrankheitserregers
Trypanosoma brucei brucei geschützt?
– Mensch und Gorilla besitzen in Serum Apoliproteine 1 (Bestandteile des HDL)
– T.b brucei nehmen APOL1 über Flagellarpocket in Lysosomen aufgenommen
– APOL1 bildet dort Poren, H2O und Cl- strömen unkontrolliert ein
– Parasitenzelle lysiert
– T.b. Gambiense und rhodesiense haben Resistenzfaktor, inaktiviert APOL1
Was sind wesentliche Merkmale der Glossinidae und wie können diese Vektoren kontrolliert
werden?
– Tsetse-Fliege ist vivipar, blutsaugend und nur in Afrika beheimatet, Überträger des
Parasiten Trypanosoma brucei (Auslöser der Schlafkrankheit)
– Kontrolle über Fallen mit Lockstoffen und blauer Farbe mit Insektiziden
– Glossinidae werden von blauer Farbe angezogen
– durch Viviparie bleibt Population recht konstant
Beschreiben Sie den Mechanismus des trans-splicing in Trypanosoma brucei
Beim Trans-Slicing befindet sich immer der gleiche spliced-leader (mini Exon) am 5’ Ende jeder mRNA. Es handelt sich dabei um eine 39nt lange Sequenz am Ende der
Transkripte, die für VSG kodieren. Intermolekulare RNA Prozessierung, weshalb die Exons von
zwei verschiedenen RNA Molekülen kombiniert werden. Herausgeschnittene Introns beider
Moleküle bilden eine Y-Struktur
Beschreiben Sie den Mechanismus des RNA editing in Trypanosoma brucei
Nach der Transkription und vor der Translation wird die Nukleotid Sequenz des Transkripts mithilfe
von Guide RNAs umgeändert und unterscheidet sich dadurch von der genomischen Nukleotid Sequenz.
Die Guide RNA (gRNA) hat kurze Abschnitte am 5’ Ende, die komplementär zu den
Erkennungssequenzen auf dem Transkipt sind (leading sequence). Sie besitzen ebenfalls einen
Abschnitt von 40bp, der komplementär zu den editierenden RNA Sequenzen ist (guiding sequence).
Die gRNA bindet an pre-edited RNA, woraufhin die fehlenden Uracil bp in die RNA eingefügt
werden. Die gRNA besitzt Abschnitt mit 5 bis 25 Uracil-Nukleotiden (poly U-tail).
