Listeriolysin O-manipulierte intrazelluläre Wachstumsverhalten von Listeria monocytogenes in Makrophagen und der Einfluss auf die Phagozytose

In dieser Arbeit wurde der Einfluss von durch LLO WT- und LLO-Varianten-induzierten Plasmamembranschäden auf das intrazelluläre Überleben von L. monocytogenes im Kontext von auto- und phagozytären Prozessen in murinen P388D1 Monozyten-Makrophagen untersucht. Sowohl die Autophagie als auch die LAP induzieren eine LC3-Konversion und können in die Zelle eingedrungene Pathogene eliminieren. Die Autophagie ist charakterisiert durch bimembranöse Vakuolen, die LAP dagegen durch unimem-branöse Vakuolen. Die LAP ist typischerweise NOX2- und PI3K-abhängig. Die LLO-Varianten können lediglich an die Plasmamembran binden und in ihr inserieren, aber keine Ca2+-permeable Pore bilden, sodass sie den Teil der von LLO WT-induzierten unvollständigen Porenbildung repräsentieren. In HeLa-Zellen konnte bei der Infektion mit L. monocytogenes WT ein NBR1- und GBP1- abhängiger wachstumsrestringierender Mechanismus beobachtet werden. NBR1 reguliert zusätzlich das Wachstum von L. monocytogenes ∆hly. Dagegen reguliert GBP1 nicht das Wachstum von L. monocytogenes ∆hly und L. monocytogenes ∆actA. In Makrophagen konnten drei unterschiedliche durch LLO WT- und LLO-Varianten-induzierte Mechanismen unterschieden werden: LLO WT induziert einen p62/SQSTM1 abbauenden, von der Ca2+-permeablen vollständigen Porenbildung sowie von dem aktivierten NOX2-Komplex-abhängigen und von dem PI3K-unabhängigen Mechanismus, der mit geringem intrazellulären Wachstum von L. monocyotgenes WT einhergeht und wenig unimembranöse Vakuolen ausbildet (Autophagie und wahrscheinlich auch zu einem geringen Anteil modifizierte LAP). LLO-Varianten dagegen induzieren einen nicht-degradierenden Mechanismus. L. monocytogenes LLOS176W induzieren einen nicht-wachstumsfördernden und nur mit wenigen unimembranösen Vakuolen einhergehenden Mechanismus (a.e. modifizierte Autophagie). Der durch L. monocytogenes LLOK175E- und durch L. monocytogenes LLOE262W-induzierte Mechanismus ist stark wachstumsfördernd und zeigt viele unimembranöse Vakuolen (L. monocytogenes LLOK175E). Dieser Mechanismus führt zu einer starken Ca2+-unabhängigen, PI3K-unabhängigen LC3-Konversion ohne Aktivierung des NOX2-Komplexes und zu keinem Abbau von p62/SQSTM1 (a.e. modifizierte LAP). Diese Arbeit zeigt zum ersten Mal durch Verwenden von LLO-Varianten, dass während der vollständigen Porenbildung von LLO WT das Binden an und das Inserieren in die Plasmamembran von Makrophagen bereits einen starken Einfluss auf die Phagozytose und das intrazelluläre bakterielle Wachstumsverhalten hat. Der durch LLOE262W-induzierte phagozytosefördernde Effekt ist stärker als der durch LLO WT-induzierte degradierende Mechanismus. Wahrscheinlich hängt die durch L. monocytogenes LLOS176W-induzierte nicht-wachstumsfördernde Autophagie mit der niedrigen hämolytischen Aktivität zusammen. L. monocytogenes LLOK175E und L. monocytogenes LLOE262W besitzen eine stärkere hämolytische Aktivität, überschrei-ten vermutlich einen gewissen Schwellenwert und induzieren dadurch eine wachs-tumsfördernde modifizierte LAP.