Mechanismen der Zielzellaktivierung durch Chlamydia trachomatis Serovar K

Abstract

Infektionen mit Chlamydia trachomatis gehören weltweit zu den häufigsten sexuell übertragbaren Erkrankungen. Sie resultieren in inflammatorischen Erkrankungen wie Zervizitis, Endometritis und Salpingitis. Letztere kann zu ektopen Schwangerschaften und Infertilität führen. Zudem ist C. trachomatis Auslöser des Trachoms, eines der häufigsten Ursachen für Erblindung. All diese Erkrankungen sind charakterisiert durch Entzündungsreaktionen, die zu Gewebeschädigungen, Narbenbildung und Fibrose führen und damit die genannten Krankheiten zur Folge haben. Über die Mechanismen der Interaktion zwischen C. trachomatis und der Wirtszelle ist jedoch noch wenig bekannt. In dieser Arbeit wurde die Rolle der Phosphatidylinositol 3-Kinasen (PI3K), der Mitogen- aktivierten Protein Kinasen (MAPK) und des Transkriptionsfaktors NF-κB an der C. trachomatis- induzierten proinflammatorischen Wirtszellantwort untersucht. Die Infektion von HEp-2 Zellen mit C. trachomatis Serovar K (CTK) führte zu einem zeit- und dosisabhängigen Konzentrationsanstieg des proinflammatorischen Zytokins IL-8 im Zellkulturüberstand. Desweiteren wurde gezeigt, dass die Sekretion von IL-8 offenbar Zelltyp-spezifisch ist, da CTK keinen signifikanten Konzentrationsanstieg von IL-8 im Zellkulturüberstand humaner umbilikalvenöser Endothelzellen (HUVEC) verglichen mit C. pneumoniae TW183 induzierte. Darüber hinaus resultierte die Infektion von HEp-2 Zellen mit CTK in einer dosisabhängigen Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-κB. Interessanterweise waren dazu auch UV-inaktivierte CTK in der Lage. Weiterhin wurde eine Phosphorylierung der MAPKinasen extracellular signal-related kinases (ERK1/2), p38 und c-Jun amino-terminal kinases (JNK) nach Infektion von HEp-2 Zellen mit CTK nachgewiesen. Die nachgewiesene NF-κB- Aktivierung und Translokation in den Zellkern war ebenso wie die konsekutive IL-8- Expression abhängig von der Aktivität der MAPK p38 und ERK1/2 sowie der PI3K, nicht jedoch von der JNK. Diese Beobachtungen haben gezeigt, dass C. trachomatis Serovar K über die Aktivierung verschiedener Signaltransduktionswege in humanen Epithelzellen nicht jedoch in endothelialen Zellen einen proinflammatorischen Phänotyp induziert.

Chlamydia trachomatis is the most common cause of sexually transmitted disease. They typically induce asymptomatic lower genital tract infections, such as cervicitis, endometritis and salpingitis. Chronic infections can evolve with sequelae such as ectopic pregnancy and infertility. Moreover, C. trachomatis is the causative agent of trachoma, the leading cause of preventable blindness. Infection is characterized by inflammation which is exacerbated upon reinfection, leading to tissue damage and scarring. Little is known about the mechanisms of C. trachomatis-induced target cell alteration. In this study, we characterized C. trachomatis-mediated effects on host cells. Infection of HEp-2 cells leads to a time and dose-dependent expression of the inflammatory chemokine interleukin-8 (IL-8). While C. trachomatis was also able to infect endothelial cells, it did not induce the expression of endothelial IL-8. These effects were specific for a direct stimulation with viable C. pneumoniae TW183. Furthermore, C. trachomatis induce a dose- dependent expression of the transcription factor nuclear factor-κB (NF-κB) in HEp-2 cells. Interestingly UV-inactivated C. trachomatis had the same effect. We also demonstrated enhanced phosphorylation of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) family members extracellular receptor kinase (ERK1/2), p38-MAPK and c-Jun amino-terminal kinase (JNK). Moreover, enhanced activation of the Phosphoinositide 3-kinases (PI3Ks), the MAPKs and the NF-κB was shown. Subsequent IL-8 and NF-κB expression were dependent on PI3Ks, p38-MAPK and ERK1/2 activation as demonstrated by preincubation of HEp-2 cells with specific inhibitors for these pathways. Inhibition of the JNK had almost no effect on IL-8 and NF-κB expression. Thus, C. trachomatis triggers an early signal transduction cascade in target cells that could lead to epithelial but not endothelial cell activation which in turn promote inflammation.