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  • HEK-293T cells infected with Chlamydia trachomatis expressing chlamydial deubiquitinase Cdu1-FLAG
Lehrstuhl für Mikrobiologie

3D-Gewebemodelle in der Infektionsforschung mit Neisseria gonorrhoeae

Eines der Forschungsthemen der Kozjak-Pavlovic-Gruppe ist die Untersuchung der bakteriellen und zellulären Faktoren, die an der Interaktion von Neisseria gonorrhoeae mit den Epithel- und Immunzellen des Wirts beteiligt sind. N. gonorrhoeae ist ein obligates Humanpathogen und Erreger der sexuell übertragbaren Krankheit Gonorrhoe. Die Bakterien sind auf Pili für die initiale Adhäsion, Opa-Proteine für die Invasion und das PorBIA-Porin für die Dissemination angewiesen. Neutrophile sind die ersten Responder bei einer Gonokokken-Infektion. N. gonorrhoeae kann jedoch den Angriff der Neutrophilen überleben und sie als "Trojanisches Pferd" für die Ausbreitung von der primären Infektionsstelle nutzen.
Um die Gonokokken-Infektion in einer natürlichen Umgebung zu studieren, haben wir im Rahmen des GRK 2157 relevante dreidimensionale Gewebemodelle des Urogenitaltrakts mit steigender Komplexität entwickelt. Die Modelle basieren auf einem Schweinedünndarm-Submukosa-Gerüst (SIS), das von humanen Fibroblasten besiedelt und mit einer Schicht von Epithelzellen besät ist, die verschiedene Schleimhautoberflächen des Urogenitaltrakts repräsentieren. Optional kann eine Schicht von Endothelzellen auf der gegenüberliegenden Seite des Gerüsts die Auskleidung der Blutgefäße imitieren. Im komplexesten Aufbau haben wir Neutrophile auf der endothelialen Seite der Modelle hinzugefügt und konnten ihre Migration durch das Gewebe und die Interaktion mit Gonokokken nachweisen. Derzeit arbeiten wir an der Weiterentwicklung der Modelle, der Einführung von primären, organoid-abgeleiteten Zellen und, unter Verwendung der durch Transposon-Mutagenese generierten Mutantenbibliothek von N. gonorrhoeae, an der Identifizierung und Untersuchung von neisseriellen Faktoren, die für das Überleben der Bakterien beim Kontakt mit Neutrophilen wichtig sind. 

Abbildung A) H&E-Färbung des SIS-Gerüstmodells, bestehend aus der Schicht des Säulenepithels (T84-Zellen), dem mit dermalen Fibroblasten besiedelten Kollagengerüst (Fib.) und der Endothelschicht (HUVEC-Zellen). B) Immunfluoreszenzbild eines 3D-Modells wie in A, das auf der Epithelseite mit N. gonorrhoeae (grün) infiziert wurde und dem auf der Endothelseite Neutrophile (rot) hinzugefügt wurden. Die Ko-Lokalisation der grünen und roten Signale zeigt die erfolgreiche Transmigration der Neutrophilen durch das Gewebe und die Interaktion mit den Bakterien an. Die Bilder wurden von Motaharehsadat Heydarian erstellt.