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Untersuchungen zum Einfluss von Eimeria bovis-Sporozoiten auf VERO- Zellen und Endothel-Zellen aus dem Rind

Schröpfer, Elmar


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Eimeria bovis , Apicomplexa , Tubulin , Actin , Apoptose
Freie Schlagwörter (Englisch): Eimeria bovis , Apicomplexa , Tubulin , Actin , Apoptosis
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Tierphysiologie
Fachgebiet: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 18.07.2003
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 28.07.2003
Kurzfassung auf Deutsch: Bei der Infektion von Rinderendothelzellen durch Eimeria bovis kommt es zur
Entwicklung einer parasitophoren Vakuole. Dabei liegt die Vakuolenmembran bei
primären Rinderendothelzellen -gewonnen aus der Nabelschnur und der Milz- sehr eng am
Sporozoiten an. Im Gegensatz dazu bildet sich in den VERO-Zellen, einer Zelllinie aus der
Niere der Grünen Meerkatze, eine Vakuole, die sehr viel größer als der Sporozoit ist.
Durch Anfärben der Zellmembran mit dem reversibel an die Membranen bindenden
Farbstoff FM 1-43 konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass es zu keiner Fusion
zwischen Vesikeln und Vakuolenmembran kommt. Anderenfalls hätte die Anfärbung
bereits infizierter Zellen zu einer Bindung des Farbstoffes an die intravakuolären
Sporozoiten erfolgen müssen.

Ein weiteres Ergebnis dieser Arbeit ist, dass sich das Zytoskelett durch Einwirkung des
Parasiten massiv vermehrt, und zwar im Entwicklungsstadium vom Sporozoiten zum
Schizonten. Sowohl Tubulin als auch Aktin nehmen um den Schizonten herum stark zu.
Dabei kommt es auch zu einer Vermehrung des azetylierten Tubulins.

Im Laufe der Entwicklung lassen sich mit dem DNA-Farbstoff H33342 die Kerne der
Merozoiten färben. Aber während der Entwicklung kommt es zu einem Stadium, in dem
sich innerhalb des Schizonten keine DNA anfärben lässt.

Für zukünftige Untersuchungen wurde ein sehr starker Hinweis dafür gefunden, dass
Eimeria bovis Apoptosen verhindern kann, die sonst durch Actinomycin D in den
verwendeten Zelllinien induzierbar waren. Bei Gabe von Colchicin kommt es trotz stark
verändertem Tubulin zu einer Weiterentwicklung bis hin zum Schizonten mit Merozoiten.
Kurzfassung auf Englisch: Upon the infection of bovine endothelial cells through Eimeria bovis the development of a
parasitophorous vacuole is induced. Within the primary bovine endothelial cells –the cells
are developed from umbilical vein or spleen- the parasitophorous vacuole membrane
matches the sporozoites very closely. In contrast to this a vacuole several times larger than
the sporozoite develops in VERO cells, a cell line from a green monkey kidney. Using the
plasma membrane stain FM 1-43, which binds reversibly to plasma membranes, it was
possible to show in this work that there is a vesicle fusion block to the parasitophorous
vacuole because a staining of infected cells should have resulted in the staining of
sporozoites inside the vacuole.

The second result of this work indicates a massive increase of the cytoskeleton in
accordance to the progressing development of the parasite from the sporozoite to the
schizont. Tubulin and actin increase profoundly around the schizont. An increase of
acetylated tubulin occurs as well.

During the development of the parasite the nuclei of merozoites can be stained with the
DNA stain Hoechst 33342. However, a stage when no DNA inside the parasitophorous
vacuole could be stained was observed in the middle of the development.

For future investigations clues were found that Eimeria bovis can prevent apoptosis
otherwise induced by actinomycin D in the cell lines used. When cells are treated with
colchicine the development of the parasite progresses even though the microtubule based
cytoskeleton is disturbed considerably.