Universität zu Köln

Acid sphingomyelinase is required for efficient phago-lysosomal fusion

Schramm, Michael (2008) Acid sphingomyelinase is required for efficient phago-lysosomal fusion. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Die saure Sphingomyelinase (ASMase) hydrolysiert Sphingomyelin, einen wichtigen Bestandteil des äußeren Blattes von Biomembranen. Die ASMase ist in Endosomen, Phagosomes und Lysosomen und damit in den Kompartimenten, die für die antimikrobielle Aktivität von Makrophagen am wichtigsten sind, präsent. Im Gegensatz zu Makrophagen aus Wildtyp-Mäusen können ASMase-defiziente (ASMase-/-) Makrophagen das intrazelluläre Wachstum von Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) nicht unterbinden. In ASMase-/- Makrophagen entkommen phagozytierte L. monocytogenes aus dem Phagosom, rekrutieren Aktin und vermehren sich massiv im Zytosol, obwohl die Aktivität der oxidativen bakteriziden Effektormechanismen normal ist. Die Analyse der Kinetik der phagosomalen Reifung zeigte, dass Phagosomen, die entweder lebende L. monocytogenes, hitzegetöte L. monocytogenes (HKLM) oder die avirulenten (delta)hly- oder (delta)prfA-Mutanten von L. monocytogenes enthalten, in ASMase-/- Makrophagen nicht zu bakteriziden Phagolysosomen reifen. L. monocytogenes-enthaltende Phagosomen blieben in ASMase-/- Makrophagen positiv für die spät-endosomalen Marker M6PR und Rab7 und akquirierten signifikant weniger Lamp1. Weiterhin, wurden HKLM-enthaltende Phagosomen in ASMase-/- Makrophagen signifikant schlechter angesäuert. Der Transfer von Flüssigphasenmarkern aus Lysosomen in HKLM-enthaltende Phagosomen war in ASMase-/- Makrophagen signifikant gestört, was auf eine gestörte phago-lysosomale Fusion hinweist. Weiterhin acquirierten L. monocytogenes-enthaltende Phagosomen in ASMase-/- Makrophagen signifikant weniger Cathepsin D, B und L, was zu einer signifikant verringerten proteolytischen Aktivität führte. Zusammenfassend deuten diese Daten darauf hin, dass die ASMase notwendig für die Fusion von späten Phagosomen mit Lysosomen und damit für die Generierung von bakteriziden Phagolysosomen ist.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    The acid sphingomyelinase (ASMase) hydrolyzes sphingomyelin, a major component of the outer leaflet of biomembranes. ASMase is present in endosomes, phagosomes and lysosomes, i.e. the compartments which are most important for antimicrobial activity of macrophages. In contrast to macrophages of wild type mice, acid sphingomyelinase-deficient (ASMase-/-) macrophages are not able to restrict intracellular growth of Listeria monocytogenes (L. monocytogenes). In ASMase-/- macrophages, phagocytosed L. monocytogenes escape from phagosomes, recruit actin and massively proliferate in the cytosol despite normal activity of oxidative bactericidal effector mechanisms. Kinetic analysis of phagosomal maturation revealed that phagosomes containing either viable L. monocytogenes, heat-killed L. monocytogenes (HKLM) or the avirulent (delta)hly- or (delta)prfA-mutants of L. monocytogenes fail to mature into bactericidal phagolysosomes in ASMase-/- macrophages. Phagosomes containing L. monocytogenes remained positive for the late phagosomal markers M6PR and Rab7 but acquired significantly less Lamp1. Furthermore, phagosomes containing HKLM did not acidify properly in ASMase-/- macrophages. Transfer of fluid phase markers from lysosomes into phagosomes containing HKLM was significantly impaired in ASMase-/- macrophages indicating impaired phago-lysosomal fusion. Moreover, phagosomes containing L. monocytogenes in ASMase-/- macrophages acquired significantly less of the bactericidal cathepsins D, B and L resulting in significantly reduced proteolytic activity. Together, these data indicate that ASMase is necessary for fusion of late phagosomes with lysosomes and thus for the generation of bactericidal phagolysosomes.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Schramm, Michaelmichael.schramm@uk-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-25690
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Saure Sphingomyelinase , Listeria , Makrophage , Phagosom , FusionGerman
    acid sphingomyelinase , Listeria , macrophage , phagosome , fusionEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene
    Language: German
    Date: 2008
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 24 November 2008
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 13 Jan 2009 10:34:02
    Referee
    NameAcademic Title
    Krönke, MartinProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2569

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