Schistosoma mansoni-Eier regulieren den hepatischen Kohlenhydrat-Stoffwechsel des Wirts

Einleitung Schistosomiasis ist mit ca. 240 Millionen betroffenen Menschen weltweit eine der häufigsten parasitären Erkrankungen. Bei der Eiablage gelangt ein Teil der Parasiteneier über die Mesenterialgefäße in die Leber, wo die Bildung von Granulomen und ein fibrotisch-entzündlicher Umbau induziert werden. Ergebnisse vorausgehender Untersuchungen ließen uns vermuten, dass eine Infektion mit Schistosoma mansoni den hepatischen Kohlenhydratstoffwechsel beeinflussen kann.

Ziele Das Ziel der Studie war die Charakterisierung und mechanistische Validierung des durch sekretierte Faktoren von Schistosoma mansoni-Eiern (S. mansoni-soluble egg antigen, SEA) veränderten hepatischen Kohlenhydrat-Metabolismus.

Methodik Die Expression von Schlüsselenzymen des hepatischen Kohlenhydratstoffwechsels wurde per Western Blot und Immunhistochemie in bisex-(n = 5), single-sex-(n = 5), sowie nicht-infizierten (n = 3) weiblichen Hamstern analysiert. Der hepatische Glykogengehalt wurde quantitativ mittels Assay bestimmt. Darüber hinaus wurden enzymatische und Signalweg-assoziierte Zusammenhänge über Stimulations- und Inhibitionsexperimente mechanistisch belegt.

Ergebnis In vivo zeigte sich eine signifikante Aktivierung der Schlüsselenzyme der Glykolyse, allerdings keine Regulation Gluconeogenese-assoziierter Enzyme bei bisex-infizierten Tieren im Vergleich zu Kontrollgruppen. Außerdem wurden eine signifikante Reduktion der Schlüsselenzyme des Glykogenstoffwechels sowie ein verminderter hepatischer Glykogengehalt bei der Experimentalgruppe gezeigt. Histologisch wurde eine Anreicherung von Glykogen in den parasitären Eiern beobachtet. Unsere Ergebnisse ließen sich in vitro durch Stimulation von HepG2 Zellen mit SEA reproduzieren und durch Inhibition zentraler Stoffwechsel-Signalwege (Akt, AMPK) beeinflussen.

Schlussfolgerung Wir beobachteten eine vermehrte Glykogenspeicherung in den Eiern, sowie eine Erhöhung der hepatischen Glykolyse im Wirtsgewebe. Die erhöhte hepatische Energiebereitstellung ist vermutlich für die Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen der Eier, einschließlich der Embryogenese, wichtig. Darüber hinaus scheint der Parasit diese Prozesse aktiv zu steuern, da sekretierte Faktoren der Eier die betreffenden Stoffwechselwege in HepG2 Zellen aktivieren.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
08. September 2020