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Hintergrund: Eine Infektion mit dem humanpathogenen Bakterium Listeria monocytogenes (Lm) kann eine Listeriose hervorrufen, die bei schwerwiegendem Verlauf zu einer Invasion des zentralen Nervensystems mit Meningitis und Enzephalitis führen kann. Eine besondere Rolle als Eintrittspforte in das ZNS scheint dabei die Blut-Liquor-Schranke (BLS) zu spielen, deren morphologisches Korrelat die Epithelzellen des Plexus choroideus darstellen. Als fakultativ intrazellulär lebendes Bakterium kann Lm Wirtszellen invadieren, ein Prozess, an dem bakterielle Oberflächenproteine, die Internaline (u.a. InlA, InlB), beteiligt sind.

Fragestellung: Untersuchung der Invasionsprozesse von Lm beim Durchtritt durch die BLS, insbesondere die Rolle der Internaline.

Material & Methoden: Als in vitro Modell der BLS kamen Transwell-Filter Kulturen einer Papillomzelllinie vom Epithel des Plexus choroideus (HIBCPP) zur Anwendung, die durch eine ausgezeichnete Barriere-Funktion (hoher transepithelialer elektrischer Widerstand (TEER), niedrige Durchlässigkeit für Makromoleküle) charakterisiert sind. Eine gezielte Infektion mit Bakterien von apikal (in vivo: Liquorseite) oder basolateral (in vivo: Blutseite) wurde durch den Einsatz von „Normalkulturen“ bzw. „Umkehrkulturen“ ermöglicht. HIBCPP wurden mit dem Lm Wildtyp-Stamm EGD sowie isogenen Mutanten, bei denen InlA, InlB oder beide Internaline deletiert sind, infiziert. An der Zelloberfläche adhärierte wurden von intrazellulär invadierten Bakterien mit Hilfe von Doppelimmunfluoreszenzmikroskopie unterschieden.

Ergebnisse: Die Invasion von HIBCPP durch Lm findet bei allen untersuchten Stämmen nur von basolateral statt, obwohl die Bakterien auch apikal adhärieren. Es wurden allerdings signifikante Unterschiede in den Invasionsraten beobachtet; der Wildtyp invadierte deutlich (>10-fach) stärker als die Mutanten. Alle drei Mutanten wiesen eine vergleichbar niedrige Invasionsrate auf. Während der Experimente blieb die Vitalität und Barrierefunktion der HIBCPP erhalten, nur bei apikaler Infektion war nach 4h ein Abfall des TEER um ca. 50% detektierbar, was den Makromolekülfluss aber nicht beeinflusste.

Diskussion: Wie schon in Arbeiten mit Streptococcus suis und Neisseria meningitidis in BLS-Modellen gezeigt, konnte auch für Lm ein polarer Invasionsweg von der in vivo relevanten basalen Zellseite nachgewiesen werden. InlA und InlB scheinen beim Eintritt in das Plexusepithel eine gleichermaßen wichtige, interdependente Rolle zu spielen; ähnliches ist bereits für die Überwindung der fetoplacentalen Barriere beschrieben. Für die Invasion des Darmepithels wurde dagegen lediglich eine Abhängigkeit von InlA gezeigt. Zur weiteren Charakterisierung des Invasionsvorgangs sind elektronenmikroskopische Aufnahmen und gezielte „Blocking“-Experimente zur Inhibition der Interaktion von InlA und InlB mit ihren spezifischen Rezeptoren geplant.