Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1854
Main Title: Long-term effects of amino acids on chlamydia infections
Translated Title: Langzeiteffekte von Aminosäuren auf Chlamydiainfektionen
Author(s): Gussmann, Joscha
Advisor(s): Stahl, Ulf
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Diese Arbeit untersucht die Effekte von erhöhten Aminosäurekonzentrationen auf chlamydiale Infektionen in vitro und in vivo. Im ersten Teil der Arbeit wurden Zellen mit Chlamydia trachomatis bzw. Chlamydophila pneumoniae infiziert, und hohe Konzentrationen der proteinogenen Aminosäuren zum Wachstumsmedium gegeben. Von allen getesteten Substanzen inhibierten Leucin, Isoleucin, Methionin und Phenylalanin am stärksten das chlamydiale Wachstum. Ein deutlicher Unterschied in der Inhibierung wurde für Methionin beobachtet, das die Vermehrung von Retikularkörperchen bei C. trachomatis inhibiert, jedoch nicht bei C. pneumoniae. Der zweite Teil der Arbeit untersucht die Wirkung der am stärksten inhibierenden Aminosäuren auf C. trachomatis. Zuerst wurde ausgeschlossen, dass die Hemmung des chlamydialen Wachstums durch negative Effekte auf die Wirtszellen hervorgerufen wurde. Dann wurde gezeigt, dass die Bakterien nicht vollständig aus der Kultur eliminiert wurden, sondern sich eine kleine Bakterienpopulation ausbildete, die zwar nicht infektiös, aber metabolisch aktiv war. Die Infektivität ließ sich durch Wiederherstellung der normalen Nährstoffkonzentration reaktivieren, weshalb schlussgefolgert wurde, dass die Aminosäuren in den Chlamydien Persistenz induzieren. Dies scheint jedoch eine neue Art von Persistenz zu sein, da das Transkriptionsmuster von den bisher bekannten Persistenzmodellen abwich. Im dritten Teil der Arbeit wurde die Hemmung der Chlamydien in vivo untersucht. Zuerst wurde im Langzeitversuch getestet, ob die Aminosäuren negative Auswirkungen auf gesunde Mäuse hatten. Dies war für Leucin und Isoleucin nicht der Fall, weshalb Leucin bei Mäusen angewandt wurde, welche mit C. pneumoniae infiziert waren. Diese Behandlung führte zu einer deutlichen Verringerung der Bakterienzahl in den Lungen der Tiere. Zusammen mit anderen Ergebnissen unserer Gruppe schlussfolgern wir, dass vor allem die verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin und Isoleucin durch Kompetition an einem chlamydialen Aminosäuretransporter zu Valinmangel führten. Obwohl dadurch eine persistente Bakterienpopulation entstand, könnte diese Behandlung ein Potential für die Behandlung von chlamydialen Infektionen haben.
This thesis deals with the effects that elevated amino acid concentrations have on chlamydial infections in vitro and in vivo. In the first part, cell cultures were infected with Chlamydia trachomatis or Chlamydophila pneumoniae and then grown in medium containing elevated concentrations of the proteinogenic amino acids. Of all substances tested, it was shown that leucine, isoleucine, methionine and phenylalanine completely inhibited chlamydial growth. A significant difference in degree of inhibition was observed by methionine, which inhibits replication of reticulate bodies in C. trachomatis, but not in C. pneumoniae. The second part of this thesis tries to determine the fate of the inhibited bacteria. The most inhibitory amino acids which were determined in part one were used. First, negative side effects that elevated concentrations of these amino acids might have on the host cells were excluded. Regarding the bacteria, it was shown that the organisms are not completely eradicated from the cultures, but that a small population of viable, metabolically active but non-infectious bacteria remains. The abolished infectivity can be reactivated upon removal of the excess amino acids. It was therefore concluded that the amino acid treatments induce persistence in chlamydiae. However, this seems to be a novel form of persistence, as the transcriptional pattern of these bacteria was different from the persistence models known. The third part of this thesis deals with the administration of amino acids to mice in the drinking water and the effect on an in vivo infection with C. pneumoniae. First, it was verified that long term administration of the inhibitory amino acids leucine and isoleucine has no negative influence on uninfected mice. Then it was shown that leucine given to infected mice significantly reduces the chlamydial load in the lungs of the animals after two weeks. Together with other data from our group, we conclude that elevated concentrations of branched chain amino acids eradicate chlamydiae by an antagonistic mechanism. Even though a small persistent population is induced, a potential for treating chlamydial infections could be shown.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-18573
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2151
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1854
Exam Date: 27-Nov-2007
Issue Date: 20-May-2008
Date Available: 20-May-2008
DDC Class: 570 Biowissenschaften; Biologie
Subject(s): Aminosäuren
Chlamydien
Pneumoniae
Trachomatis
Amino acids
Chlamydia
Pneumoniae
Trachomatis
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