Podcasts about prpres

Die vorliegende Arbeit untersuchte im ersten Teil tierart-vergleichend das Vorkommen von PrPC bei Hauswiederkäuern in Eutergewebe und in den verschiedenen Milchfraktionen. Dies erfolgte mittels EIA und Western-Blot sowie für das Eutergewebe auch mittels Immunhistochemie (IHC). Für die Aufarbeitung von Rahm wurde dabei ein neues Verfahren etabliert, durch das die Proteinfraktion des Rahms als Pellet gewonnen werden konnte. Es fand seinen Einsatz auch im zweiten Teil bei der Untersuchung von Milch und Kolostrum BSE- bzw. Scrapie-infizierter Schafe mittels PrionScreen® und Western-Blot. Auch das Eutergewebe und die Milchfraktionen von drei BSE-Kühen wurden untersucht. Im Eutergewebe vom Rind war PrPC-Expression mittels EIA und IHC mit individuellen Unterschieden nachweisbar, nicht jedoch mittels Western-Blot. Bei den kleinen Wiederkäuern hingegen ließ sich PrPC mit allen drei verwendeten Methoden darstellen. In der IHC zeigte sich, dass die Expression das gesamte Zytoplasma der Laktozyten umfasste und PrPC-haltige Vesikel ins Alveolarlumen abgeschnürt wurden. Beim Rind dagegen beschränkte sich die PrPC Expression auf basolaterale Abschnitte der Laktozyten. In Kuhmilch konnte - im Gegensatz zu kürzlich erschienenen Publikationen - kein PrPC detektiert werden. Die kleinen Wiederkäuer zeigten jedoch eine individuelle und - wie anhand des Laktationszyklus eines Schafes nachvollziehbar - laktationsphasen-abhängige PrPC-Expression in den Milchfraktionen Magermilch, Molke und somatische Zellen. Neben den vom Hirngewebe bekannten drei Isoformen (zweifach-, einfach- und unglykosyliert) waren im Western-Blot mit mAk P4 zwei trunkierte Formen auf Höhe von ca. 8 und 14 kDa darstellbar. Dabei handelt sich vermutlich um N-terminale Fragmente. In Kasein war nur bei einigen Schafen PrPC im EIA nachweisbar. Rahm konnte aufgrund seiner Aufarbeitung mittels Detergentien nur im Western-Blot untersucht werden. Es zeigten sich bei Schaf und Ziege dieselben PrPC- Banden wie in den bereits beschriebenen Milchfraktionen. Bei den Proben TSE-infizierter Schafe zeigte sich sowohl bei Rahm aus Milch als auch bei Rahm und Molke aus fettreichem Kolostrum, die eine ähnliche Aufarbeitung erfuhren, PK-resistente Banden. Diese Banden zeigten sich auf Höhe der drei Volllängen-Isoformen sowie der 8-kDa-Form. Eine Abklärung erfolgte im PrionScreen®-EIA durch Einsatz der aus Rahm gewonnenen Proteinpellets. Darin reagierten sieben von 13 Milchproben der Scrapie-Tiere und acht von 108 der BSE-Schafe positiv. Dabei handelte es sich durchweg um Kolostrumproben (etwa 26 % der untersuchten Kolostrumproben). Auch im anschließenden Western-Blot mit einem Aliquot aus der Digestionsplatte des PrionScreen® zeigten sich bei einem Teil der positiven EIA-Reagenten Banden auf PrPC-Höhe. Durch die Kontrolle mit einem unspezifischen Primärantikörper konnte nicht eindeutig gezeigt werden, ob die Banden PrP-spezifisch sind. Ein ähnliches Phänomen bei somatischen Zellen aus Schaf-Kolostrum ist von EVEREST et al. (2006) bekannt. Man muss daher davon ausgehen, dass es sich um eine unspezifische Reaktion des Kolostrums handelt. Rahm aus Milch reagierte im PrionScreen® eindeutig negativ, ebenso Molke aus Milch im Western-Blot. Die Eutergewebeproben der drei BSE-Kühe reagierten negativ in EIA, Western-Blot und IHC. Auch in ihrer Magermilch war kein PrPres detektierbar. Die Kaseinfraktion reagierte positiv im PrionScreen®, wobei eine unspezifische Reaktion jedoch nicht ausgeschlossen werden konnte. Obwohl die Untersuchungen an klinisch gesunden Tieren gezeigt haben, dass PrPC als Replikationsmatrix für die Bildung von PrPSc im Euter und der Milch vorhanden ist, brachten die Analysen der TSE-infizierten Tiere letztlich keinen Beweis für das Vorkommen von PrPres in Milch. Lediglich im Kolostrum von TSE-infizierten Schafen zeigten sich untypische PK-resistente Formen. Eine Gefährdung des Verbrauchers durch Milch und Milchprodukte ist daher mit größter Wahrscheinlichkeit nicht gegeben.

Die Arbeit „Amplifikation von Prionen in vitro“ beruhte auf der Amplifikationsmethode die erstmals 2001 vorgestellt wurde (Saborio et al., 2001). Bei der PMCA wird erstmals PK-resistentes PrPres in ausreichender Menge in vitro hergestellt, welches molekularbiologisch dem Erreger spongiformer Enzephalopathien gleicht. Die PMCA erlaubt somit eine in vitro Untersuchung des pathologischen Umfaltungsprozess von PrPC zu PrPSc für diagnostische und therapeutische Studien. In dieser Arbeit wurden ausgiebig die Einzelschritte der PMCA Methode, insbesondere die Quantifikation der Western Blot Bande und die Auswirkungen der Sonifikationsleistung und der Inkubationszeit auf die Amplifikationseffizienz untersucht. Je nach Stärke der Sonifizierung ändert sich die Effizienz der PMCA Reaktion (Kap.‎3.1.2) . Eine Amplifikation ohne Sonifikation ist möglich, scheint aber nicht autokatalytisch aktives PrPres zu erzeugen und erfüllt somit nicht die Prion Hypothese ‎3.1.3 und ‎4.1). Neues PrPres kann als seed für weitere Amplifikationen dienen (Kap. ‎3.1.6). Parallelansätze zeigten die Reproduzierbarkeit der PMCA, so dass vergleichende Studien mit unterschiedlichen Reaktionsansätzen einen Vergleich der Amplifikationseffizienz ermöglichen (Kap ‎3.1.5). Die Intensitätsmessung von Western Blot Banden repräsentiert die Proteinmenge in vitro (Kap. ‎2.2.6). Es konnte gezeigt werden, dass PrPC und PrPSc essentiell für die Durchführung der Reaktion sind. Somit konnte gezeigt werden, dass die PMCA im Einklang mit der Prionhypothese steht, die besagt, dass ein pathogener PrPSc-Seed die Umfaltung von nativem PrPC initiiert. (Kap ‎3.1.4 und ‎3.2). Die molekulare Spezifität der PMCA Reaktion wurde hervorgehoben durch die Erkenntnis, dass rPrP die Amplifikation in vitro hemmt (Kap. ‎3.2, Bieschke et al., 2004). Prion Proteine binden Kupfer in vivo (Brown et al., 1997a) und in geringerer Affinität auch Ni, Mn und Zn (Jackson et al., 2001). Die Rolle von Metallen bei der Konversion von PrPC zu PrPSc ist noch nicht endgültig geklärt. In dieser Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass bei Zugabe von Mn, Ni und Zink in ca. 10fach physiologischen Konzentrationen von 50µM und unphysiologischen 500µM die PrPres Amplifikation gefördert wird, während Cu keinen Effekt zeigt (Kap. ‎3.3.1). Gleichzeitig verringern alle Metallionen die Stabilität von neu entstandenem PrPres gegenüber PK (Kap. ‎3.3.2). Man kann sich den destabilisierten Zustand als ein Metallgebundenes PrP-Zwischenprodukt in der Umfaltung von PrPC zu PrPSc vorstellen (Sarafoff et al., 2005). Die PMCA Reaktion wie von Saborio et al. beschrieben hat einige Nachteile. Man arbeitet mit infektiösem Material in einem offenen System und verursacht eine Kontaminaton der Sicherheitswerkbank. Es wurden zwei Systeme zur automatischen Amplifikation im geschlossenen System entwickelt. Der Wasserbadamplifikator sonifizierte zyklisch das temperierte Becken in dem die Proben in einem Schwimmer genau positioniert wurden (Kap. ‎3.4.1). Es zeigte sich eine maximale Amplifikation von 14fach in der Mitte des Bades wohingegen die Konversionseffizienz zum Rand des Beckens hin gleichmäßig absank (Kap ‎3.4.2). Aufgrund der inhomogenen Ergebnisse mit dem Wasserbad wurde mit einem Microplate Horn der Munich Prion Cycler entwickelt, wo der gesamte Boden des Beschallungsbeckens vom Abstrahlkopf der Ultraschallsonotrode besteht, so dass eine homogene Leistungsverteilung erwartet wurde. Die Proben befanden sich in einer mit Plastikfolie versiegelten Mikrotiterplatte, so dass Verluste und Kontaminationen ausgeschlossen werden konnten (Kap. ‎3.4.3). Es konnte eine gleichmäßigere Amplifikation von 3,0 ± 0,7 gezeigt werden, wobei kein Abfall der Faktoren am Rand der Platte festzustellen war (Kap. ‎3.4.4). Es konnte mit den beiden hier vorgestellten Systemen zum ersten Mal eine Amplifikation von PrPres mit indirekter Sonifikation von verschlossenen Proben und dem Einfluss der Ultraschallleistung auf die Amplifikation gezeigt werden (Sarafoff et al., 2005). Dies zeigte auch, dass die Metalloberfläche der Sonotrode bei der manuellen PMCA keine katalytische Funktion bei der Konversion des Kupferbindenden PrPC zu PrPres innehat. Der Munich Prion Cycler ermöglicht eine homogene Amplifikation von Parallelproben im Mikrotiterformat. Die Entwicklung der ELISA Technologie zur Quantifizierung von PrP in Homogenaten wird in Zukunft ein limitierender Schritt in der Automatisierung der PMCA Reaktion sein (Kap. ‎2.2.7 und ‎4.4).

About the occurrence of Transmissible Spongiform Encephalopathies and bacterial CNS infections in roe deer, red deer and chamois in Bavaria Brain samples of 849 wild ruminants (654 roe deer, 189 red deer and 6 chamois) from Bavaria were examined for the occurrence of TSE and encephalopathies caused by bacteria, respectively. For this, the following investigations were carried out: • General bacteriological investigation (aerobic incubation on blood, standard I nutrient and Gassner Agar) • Detection of Listeria spp. by selective procedures - Cultural isolation and biochemical identification with the BBL crystal ID system - Detection of the iap gene using real time PCR (Lightcycler) • Detection of PrPres by ELISA technique (BioRad) • Histological investigation - HE staining - Immunohistochemistry (mAb L42) Using conventional bacteriological methods, 464 different bacteria were isolated. 229 of them could be differentiated at the genus level and 235 at the species level. Totally, 35 different bacteria species were isolated, most frequently Micrococcus spp., Bacillus spp. and E. coli. Listeria spp. were detected in 55 brain samples (49 from roe deer, 5 from red deer and 1 from chamois). 52 isolates were identified with the BBL crystal ID system as Listeria monocytogenes and 3 as Listeria grayi ssp. murrayi. As the iap gene was detected in all strains, the correctness of the BBL result concerning L. grayi ssp. murrayi must be scrutinised. Analysis of the geographical distribution of the Listeria findings indicate a regional aggregation in Unterfranken (prevalence for roe deer: 17,8 %, versus 6,6 % in Oberbayern-Schwaben, 6,1 in Niederbayern-Oberpfalz and 0 % in Oberfranken-Mittelfranken). The histological investigation (HE staining) of 87 tissue samples contaminated with encephalitis relevant bacteria showed inflammation of different severity (e. g. perivascular infiltration (n = 26) or (meningo)encephalitis (n = 13)) in 41 cases. The validation of the ELISA technique for detecting prionprotein from wild ruminants pointed out that the examination of brain of wild ruminants lead to lower extinctions than that of bovine brain samples. Due to the fact that brain homogenate of 2 known CWD positive wapitis showed definite positive results, all samples were analysed with this test: There were no indications for the occurrence of TSE in any sample. In addition, immunohistochemical investigations of 10 % of all samples did not show PrPres. Due to the large number of samples, the prevalence of TSE can be quoted under 0,5 % for roe deer and under 1,5 % for red deer with a certainty of 95 %.