Biomarker zur Beurteilung der Virulenz von Coxiella burnetii in verschiedenen Wirten

Coxiella burnetii (C. b.) ist ein obligat intrazelluläres gram-negatives Bakterium und der Erreger der Zoonose Q-Fieber. Wichtigste Infektionsquelle für den Menschen sind Wiederkäuer, wie Schafe, Ziegen und Rinder. In der Arbeit wurde ein In vitro-Zellkultursystem mit bovinen monocyte derived macrophages (MDM) etabliert, um die Interaktion von C. b. mit seinem Wirt zu untersuchen. Nach Infektion mit 13 heterogenen C. b.-Stämmen wurde die bakterielle Replikation und die Wirtszellantwort analysiert, um potentielle Biomarker zur Beurteilung der Virulenz von C. b. abzuleiten. Wirtsspezifische Unterschiede wurden an humanen MDM überprüft. Die Replikation der Bakterien in den MDM verlief stamm- und speziesspezifisch. In humanen MDM vermehrten sich Coxiellen effizienter als in bovinen MDM. Unabhängig von der Spezies korrelierte das bakterielle Wachstum mit den Genotypen der Stämme. Isolate der MLVA-Gruppe IV replizierten in beiden MDM besonders effizient. Dagegen zeigten Stämme der MLVA-Gruppe III ein sehr schwaches Wachstum auf. Die Wirtsreaktion unterschied sich stamm- bzw. speziesspezifisch und verlief unabhängig von der Replikation. Die Expression von pro-inflammatorischen Zytokinen, wie IL-1β, IL-8, IL-12 und TNF-α, dominierte in der frühen Infektionsphase (3 h p. i.) und korrelierte mit den Genotypen der Stämme. Eine sehr starke Wirtszellreaktion wurde vor allem von Isolaten aus der MLVA-Gruppe IV hervorgerufen. Dagegen reagierten MDM auf die Infektion mit Stämmen der MLVA-Gruppe I mit einer sehr schwachen Wirtsantwort. Die Expression von Aktivierungsmarkern (CD40, CD80, CD86, MHCI/II) auf bovinen und humanen MDM wurde durch die C. b.-Infektion kaum verändert. Zusammenfassend konnte eine Korrelation zwischen den Genotypen der Stämme und der Replikationseffizienz sowie der induzierten Wirtsantwort abgeleitet werden. Damit stellt der Genotyp einen potentiellen Biomarker für C. b. dar.