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Bibliographic Metadata

Title
Identification and characterization of novel Fasciola Hepatica Sodium Chloride dependent Taurine transporter / submitted by Bulut Hamali
Additional Titles
Identifizierung und Charakterisierung des neuen Fasciola Hepatica Natriumchlorid-abhängigen Taurin Transporters
AuthorHamali, Bulut
Thesis advisorFreissmuth, Michael
Published2018
Description106 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diss., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionJanuary 2018
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)fasciola hepatica / Taurintransporter / Taurocyamin / GES / Helminth / Plattwurm / Digenea / drogenziel / Gallensäure
Keywords (EN)fasciola hepatica / taurine transporter / taurocyamine / GES / helminth / flatworm / digenea / drug target / bile acids
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-17268 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Identification and characterization of novel Fasciola Hepatica Sodium Chloride dependent Taurine transporter [4.24 mb]
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Classification
Abstract (German)

Die wirtschaftliche Belastung durch den Leberegel Fasciola hepatica resultiert aus dem Befall von Wiederkäuern, die als Nutztiere gehalten werden. Die Tatsache, dass mehrere Millionen Menschen weltweit von diesem Trematoden befallen sind, hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) dazu veranlasst, die menschliche Fascioliasis als eine Krankheit von globaler Bedeutung für die öffentliche Gesundheit zu klassifizieren. Da keine effektive Impfung gegen diesen Parasiten existiert, beruht die Behandlung von Tieren und Menschen nur auf Anthelminthika. Von diesen ist Triclabendazol seit mehr als 25 Jahren das Mittel der Wahl zur Bekämpfung dieses Parasiten. Triclabendazol wirkt sowohl gegen adulte als auch juvenile Egel und ist gut verträglich. Das zunehmende Auftreten von Triclabendazol- resistenten Egeln macht die Suche nach alternativen Ansatzpunkten erforderlich. Adulte Egel persistieren in den Gallengängen des Wirtsorganismus, wo sie dem aggressiven Milieu der Galle ausgesetzt sind. Gallensäuren werden im Normalfall mit Taurin (2- Aminoethansulfonsäure) konjugiert, wodurch sie weniger toxisch werden. In der vorliegenden Arbeit wurde Transporter aus der solute carrier-6 (SLC6) -Familie kloniert, der homolog zum menschlichen Turintransporter ist. Die phlygenetische Analyse zeigte, dass dieser Transporter am nächsten mit dem GABA-Transporter-2 von Invertebraten und unklassfizierten Transportern anderer Nematoden verwandt ist. Nach heterologer Expression in HEK 293 Zellen, vermittelte dieser F. hepatica-Transporter eine hochaffine zelluläre Aufnahme von Taurin (KM = 12,0 0,5 M), nicht jedoch von GABA. Die Substrataufnahme war abhängig von Na+ - und Cl- (berechnete Stöchiometrie 2: 1). Übereinstimmend mit einer relativ geringen Chloridkonzentration in der Galle von Säugertieren zeigte der F. hepatica Transporter eine offensichtlich höhere Affinität für Cl- (EC50 = 14 3 mM) als der menschliche Taurintransporter (EC50 = 55 7 mM). Experimentell konnte gezeigt werden, dass unkonjugierte Gallensäuren rasch zum Tod von Fasciola hepatica führen. Die Zugabe von Taurin ermöglichte hingegen das Überleben der Egel in Gegenwart von Gallensäuren. Guanidinoethansulfonsäure, ein Inhibitor des Taurintransporters, hob diese schützende Wirkung von Taurin wieder auf. Diese Beobachtungen Untersuchungen legen den Schluss nahe, dass der Taurintransporter für das Überleben von Leberegeln in der Galle essentiell ist. Somit stellt der Taurintransporter einen möglichen Angriffstpunkt für neue anthelminthische Wirkstoffe dar.

Abstract (English)

The economic burden imposed by the liver fluke Fasciola hepatica is the result of its infestation of domestic ruminants. The fact that several million people worldwide are infested by this trematode has led the World Health Organization (WHO) to classify human fascioliasis as a disease of vital global public health importance. Because a vaccine against this parasite is not available anthelmintic drugs are the only option, for both animals and people. As an anthelminthic chemotherapeutic, triclabendazole has been the drug of choice in fighting this parasite for more than 25 years. Triclabendazole is active against both adult and juvenile flukes and is well tolerated by the host organisms. However, the increasing prevalence of flukes resistant to triclabendazole has made the identification of alternative drug targets a priority. In this study, I focused on the fact that adult F. hepatica persists in the hostile environment of the bile ducts of infected organisms. In mammals, bile acids are rendered less toxic by conjugation to taurine (2-aminoethanesulfonic acid). This reaction is thus also contingent on cellular uptake of taurine. In my thesis, I cloned the Fasciola hepatica taurine transporter, a member of the solute carrier-6 (SLC6) family. A comparative analysis of the sequence indicated its close relation to unknown SLC6 transporters from related nematodes (i.e., Clonorchis sinensis and Schistosoma spp.) analysis When heterologously expressed in HEK293 cells, this F. hepatica transporter supported the high-affinity cellular uptake of taurine (KM=12.0 0.5 M) but not of GABA. Substrate uptake was dependent on Na+ and Cl- (calculated stoichiometry 2:1). Consistent with the low chloride concentration in mammalian bile, the F. hepatica transporter had a higher apparent affinity for Cl- (EC50 =143 mM) than the human taurine transporter (EC50=557 mM). I incubated flukes with unconjugated bile acids in the presence and absence of taurine and found that taurine promoted the survival of flukes, while the taurine transporter inhibitor guanidinoethansulfonic acid abolished this protective effect of taurine. These observations support the conclusion that the taurine transporter is critical for the survival of liver flukes in the bile. Thus, the taurine transporter represents a viable drug target candidate.

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