Molekular- und Zellbiologie von Pertussis Toxin

Unter den vielen an der Pathogenese des Keuchhustens beteiligten Virulenzfaktoren von B.  pertussis gilt das sezernierte Pertussis Toxin (PT) als einer der wichtigsten, da die meisten der im Menschen beobachteten Symptome im Maus-Modell durch dieses Toxin allein hervorgerufen werden können. Die vielfältigen Wirkungen des Pertussis Toxins beruhen auf der ADP-Ribosylierung der a-G_i Proteine, durch die die membrangebundene Adenylatzyklase dereguliert wird. Im Vordergrund unserer Untersuchungen stehen vor allem die Aufnahme und der retrograde Transport des Toxins, die Identifizierung möglicher Rezeptoren, die Interaktionen des Pertussis Toxins mit G Proteinen, die Identifizierung von B Zell-Epitopen und die Wirkung von Pertussis Toxin auf cerebrale Barrieren. Wir konnten nachweisen, dass Pertussis Toxin in allen bisher untersuchten Zellen G-Proteine erschöpfend ADP-ribosyliert. Um einen möglichen Einfluß von PT auf cerebrale Barrieren zu prüfen, wurden Modelle für die Blut-Liquor-Schranke (Plexus chorioideus-Epithelzellen) und die Blut-Hirn-Schranke (Endothelzellen) in der Gewebekultur etabliert. Es zeigte sich, dass die Integrität epitheloider Barrieren durch PT nicht beeinflußt wird. Im Gegenteil dazu wird die Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke deutlich erhöht. Überraschend konnten wir nachweisen, dass die Permeabilisierung der Blut-Hirn-Schranke durch PT nicht wie bisher angenommen von der Konzentration des cAMP abhängt, sondern über einen anderen Signalweg vermittelt wird.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgesellschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. M.A. Schmidt (Leiter), Dr. A. el Bayâ, Dr. K. Brückener, Dipl.-Biol. H. Fuchs, Dr. S. Kügler, Dr. L. von Olleschik-Elbheim

Veröffentlichungen:

von Olleschik-Elbheim, L., A. el Bayâ, M.A. Schmidt: Eine Methode zur einfachen Quantifizierung trägergebundener Signale. BIOspektrum, 1: 37 -39 (1998)

el Bayâ, A., K. Brückener, P. Witsch-Prehm, M.A. Schmidt: No cell type restrictions for entry of pertussis toxin in: Bacterial Protein Toxins, Zent.bl. Bakteriol. Suppl. 29, (Hacker et al., eds.) Gustav Fischer Verl., Jena, Stuttgart, Lübeck, Ulm pp. 142-143, 1998

von Olleschik-Elbheim, L., A. el Bayâ, M.A. Schmidt: Membrane-anchored synthetic peptides as tools for the dissection of acceptor sites for pertussis toxin-mediated ADP-ribosylation in: Bacterial Toxins Methods and Protocols, Humana Press Inc., 145: 203-217 (1999)

el Bayâ, A., K. Brückener, M.A. Schmidt: Non-restricted differential intoxication of cells by pertussis toxin. Infect. Immun., 67: 433-435 (1999)

Brückener, K.E., A. el Bayâ, H.-J. Galla, and M.A. Schmidt: Permeabilization of cerebral endothelial barriers by pertussis toxin involves the PKC effector pathway and does not depend on elevated levels of cAMP. Mol. Microbiol., submitted (2001).