Trypanosoma brucei I

Question 1

Trypanosoma brucei

Answer 1

Schlafkrankheit

Vektor = Tsetse-Fliege

Question 2

Erklären Sie die Schwankungen der Dichte von Trypanosoma brucei im Blut molekular und immunologisch

Answer 2

periodische Schwankungen der Dicht im Blut

Entwicklung Klone von T. brucei Blutformen, weisen jeweils spezifisches variables Oberflächenantigen auf

Nach ca 1 Woche werden Klone von Antikörperantwort eliminiert
→ B-Zellen brauchen ca. 7 Tage um Antikörper gegen spezifischen Oberflächenmantel (VSG = variant surface glycoprotein) zu produzieren

T.brucei bilden dann neues VSG → diese Variante wächst zu hohen Dichten heran bis Antikörperantwort gegen diese Klone gebildet werden

Parasiten sind der Antikörperantwort immer eine Woche voraus

Molekular = VSG Oberflächenantigen Wechsel

Immunologisch = B-Zellen Immunantwort, Neuexpression von VSG

Question 3

Wie unterscheiden sich Übertragung und Infektion der beiden Subspecies Trypanosoma brucei gambiense und T. b. rhodesiense?

Answer 3

T. b. gambiense
- Hauptwirt = Mensch
- Vektor = Tsetse-Fliege palpalis-Gruppe
- Verbreitung = Westafrika (feuchte Biotope)
- Übertragung = Mensch zu Mensch
- Reservoirwirt = Schweine und Hunde

T. b. rhodesiense
- Hauptwirt = Wildtiere, Huftiere
- Vektor = Tsetse-Fliege morsitans-Gruppe
- Verbreitung = Ostafrika (Savannenbiotope)
- Übertragung = Wildtiere zu Mensch
- Reservoirwirt = Mensch

Question 4

Beschreiben Sie den Lebenszyklus von T. brucei im Vektor und im Säugetier.

Answer 4

infizierte Tsetse-Fliege sticht Mensch/ Tier → injiziert metazyklische trypomastigote Form in Haut

Infektionsstadien ca. 2 Wochen in Interzellularräumen, vermehren sich durch binäre Teilung

gelangen über Lymphsystem in Blutkreislauf

trypomastigoten Blutformen erst “long slender” Form → teilungsaktiv, beweglich

wenn hohe Parasitendichte erreicht → Übergang “short stumpy” trypomastigotische Form → nicht teilungsaktiv, infektiös für TseTse

Fliege nimmt Trypomastigote bei Stich infizierter Person auf

in Mitteldarm verändern short stumpy Form in prozyklische Trypomastigote → vermehren sich durch binäre Spaltung

siedeln sich am Epithel des Mitteldarmes an → teilungsaktiv → mesozyklische trypomastigote Form

wandern in Speicheldrüsen → entwickeln sich zu epimastigoter Form

Weiterentwicklung zu für Menschen infektiöse metazyklische trypomastigote Form

Question 5

Welche Stadien von T. brucei sind im Säugetier-Wirt nachweisbar und welche Funktion im Lebenszyklus haben sie?

Answer 5

long slender Form
aktive Teilung und Replikation im Lebenszyklus

short stumpy Form
Ruhestadium, vermehren sich nicht mehr, infektiös für Tsetse-Fliege

Question 6

Welche Funktionen haben die Variant Surface Glycoproteins (VSGs) und woraus bestehen sie?

Answer 6

VSG sind Oberflächenantigene

VSG binden an Zelloberfläche → bieten Immunsystem einheitliches, wiederholendes Muster von B-Zell-Epitopen
→ induzieren ausgeprägte T-zell-unabhängige IgM-Antworten, die gegen Oberflächenepitope gerichtet sind

dienen der “Tarnung” von der Immunsystem durch hohe Antigenvariation

schneller Abbau der Oberflächenantigene (Anpassungsmechanismus) vor Immunsystem versteckt

Bestandteile:
- wenig variabler C-Terminus
- hochvariabler N-Terminus mit spezifischen B-Zell-Epitope
- mit Membrananker, der aus Glycosylphosphatidylinositol (GPI) besteht , in Plasmalemma inseriert

Question 7

Wie werden die Variant Surface Glycoproteins (VSGs) in der T. brucei Plasma-Membran integriert und ausgetauscht?

Answer 7

C-terminalen Enden mit Membrananker aus Glycosylphosphatisylionositol (GPI) in Zellmembran inseriert

Abspaltung des GPI-Ankers durch Phospholipase C

• schneidet zwischen Alkyl-acyl glycerol und dem Phosphat

Phospholipase D schneidet zwischen Phosphat und Inositol

Phospholipasen A1 und A2 schneiden oberhalb Fettsäureresten

Question 8

Wie wird die Expression der Variant Surface Glycoproteins (VSGs) in T. brucei verändert?

Answer 8

3 Mechanismen, zufällig

1. Genkonversion
   - Prozess bei dem eine DNA-Sequenz eine homologe Sequenz ersetzt → Sequenzen nach Konversionsereignis identisch, originale Sequenz verschwunden
2. Telomer exchange
   - an Expressionsstelle wird Sequenz ausgetauscht, doch Transkriptionsstelle bleibt erhalten
3. Transcriptional switch
   - Transkription wird auf anderen Locus umgestellt