Herstellung von T.b. EndonukleaseG-eGFP exprimierenden Trypanosomen zur Untersuchung der Funktion von T.b. EndonukleseG während der Apoptose in der Blutform von Trypanosoma brucei brucei

Abstract

Human african Trypanosomiasis (HAT) wurde schon vor mehr als 100 Jahren das erste Mal beschrieben. Leider ist es den Ärzten und Wissenschaftlern bis heute nicht gelungen für alle Krankheitsstadien der Erkrankung Therapien ohne inakzeptable Nebenwirkungen zu entwickeln. Es ist weiterhin fraglich, ob das Ziel der Eradikation des Erregers bzw. der Tsetsefliege in nächster Zeit umsetzbar ist. Die Zelldichteregulation mit dem Wechsel der Oberflächenantigene ist einer der zentralen Punkte, warum HAT nicht gut behandelbar ist. Diese Eigenschaft entwickelte sich vermutlich durch einen Vorteil während der Evolution. Es erscheint logisch, dass Trypanosomen eine bessere Chance zu überleben haben, wenn sie ihren Wirt nicht überbevölkern und damit umbringen, sondern ihre Zelldichte selber kontrollieren. Trypanosomen entkommen mittels Heranwachsen und Absterben klonaler Populationen dem Immunsystem; die Wahrscheinlichkeit erhöht sich wieder von einer Fliege aufgenommen und verbreitet zu werden. Innerhalb der Zelldichteregulation spielt die Apoptose eine sehr wichtige Rolle. Viele Schlüsselenzyme der Apoptose sind in Trypanosomen nicht vorhanden. Da trypanosomales EndoG (Endonuklease G) ca. 30 % homolog übereinstimmend zum EndoG von Säugern ist und EndoG ein apoptotisches Protein ist, bietet es sich sehr gut an, um Vorgänge der Apoptose in Trypanosomen zu erforschen. Im Hinblick auf das Ziel dieser Arbeit ist es gelungen trypanosomales EndoG zu klonieren. Die Expression des T.b. EndoG-eGFP-Fusionproteins wurde in Blutform-Trypanosomen auf RNA-Ebene bestätigt. Ein Westernblot aus Escherichia coli zeigte die Expression des Fusionsproteins auf Proteinebene. In Trypanosomen zeigte sich, dass eine Überexpression von trypanosomalem EndoG das Zellwachstum hemmt. Über die Fluoreszenzmikroskopie wurde gezeigt, dass T.b. EndoG-eGFP nach der Translation ins Mitochondrium transportiert wird und sich dort anreichert. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass T.b. EndoG-eGFP während der Apoptose das Mitochondrium verlässt und sich im Zytosol verteilt. Es konnte nicht gezeigt werden, dass T.b. EndoG-eGFP in den Zellkern transloziert. Somit hat T.b. EndoG während der Apoptose wohl nicht die Eigenschaft genomische DNA zu verdauen. Diese Arbeit trägt zur weiteren Aufklärung der Apoptose von Trypanosomen bei. T.b. EndoG muss während der Apoptose eher eine aktivierende Rolle auf andere Nukleasen und Proteasen haben, mit denen es bekannterweise Komplexe bildet. Weitere Experimente bezüglich der Funktion von T.b. EndoG und anderer apoptotischer trypanosomaler Proteine sind für das Verständnis der Apoptose bei Trypanosomen nötig. Um herauszufinden, wie Trypanosomen ihre Zelldichte regulieren, wären Versuche bezüglich der Zelldichteregulation von Trypanosomen interessant. Die Frage nach dem genauen Wirkmechanismus von Prostaglandin D2 (PGD2) gehört ebenso dazu, sowie die Frage nach den Mechanismen der DNA- und Proteindegradation während der Apoptose und die Suche nach zusätzlichen Faktoren, welche die Zelldichte der Trypanosomen beeinflussen. Bis heute fällt es schwer Medikamente zu entwickeln, die trypanozid sind, wenige Nebenwirkungen haben und gleichzeitig gut gewebegängig sind. Ein besseres Verständnis über die Zelldichteregulation könnte dazu beitragen neue Substanzen zu entwickeln, welche genau diese Bedingungen an ein gutes Medikament erfüllen.