Advanced

Cloning and characterization of non-typeable Haemophilus influenzea laminin-binding proteins

Mattsson, Emma (2012) MOBN18 20112
Degree Projects in Molecular Biology
Abstract (Swedish)
Ett nytt protein som hjälper Haemophilus bakterien att fastna i luftvägarna

På ytan av luftvägsbakterien Haemophilus influenzae, finns en rad proteiner. Genom att flytta dessa proteiner till en annan bakterie, Escherichia coli, har vi visat att de kan binda till ett protein som finns i våra luftvägar. Bindningen till luftvägarna är ett första steg i etableringen av en infektion som sedan gör oss sjuka, vilket skulle kunna utnyttjas för tillvekning av ett framtida vaccin.

Haemophilus influenzae är en vanligt förekommande bakterie hos människor, framförallt hos barn, och orsakar infektioner i luftvägarna. H. influenzae brukar delas in i två grupper beroende på om de har en kapsel eller inte. De med kapsel, ger upphov till de... (More)
Ett nytt protein som hjälper Haemophilus bakterien att fastna i luftvägarna

På ytan av luftvägsbakterien Haemophilus influenzae, finns en rad proteiner. Genom att flytta dessa proteiner till en annan bakterie, Escherichia coli, har vi visat att de kan binda till ett protein som finns i våra luftvägar. Bindningen till luftvägarna är ett första steg i etableringen av en infektion som sedan gör oss sjuka, vilket skulle kunna utnyttjas för tillvekning av ett framtida vaccin.

Haemophilus influenzae är en vanligt förekommande bakterie hos människor, framförallt hos barn, och orsakar infektioner i luftvägarna. H. influenzae brukar delas in i två grupper beroende på om de har en kapsel eller inte. De med kapsel, ger upphov till de allvarligaste infektionerna såsom hjärnhinneinflammation och blodförgiftning. De utan kapsel, de icke-typbara H. influenzae (NTHi), orsakar öroninflammation och lunginflammation hos barn och personer med nedsatt immunförsvar. I mitten på 80-talet introducerades ett vaccin mot H. influenzae typ b och antalet individer som drabbades av de allvarligaste sjukdomarna minskade drastiskt. Eftersom vaccinet är riktat mot kapseln, skyddar det inte mot infektioner orsakade av NTHi som idag behandlas med antibiotika.

Bakterier som tagit sig in i vår kropp måste föröka sig och invadera våra celler för att vi ska bli sjuka. Men detta är en svår match eftersom vårt immunsystem gör allt för att eliminera inkräktarna. I luftvägarna produceras slem som bakterierna fastnar i och sedan transporteras iväg med. För att undvika immunsystemet har många bakterier, däribland H. influenzae, proteiner på cellytan som kan binda till det yttre cellagret i luftvägarna, och den underliggande vävnaden. Under det yttre cellagret finns ett nätverk av olika sorters molekyler, det så kallade extracellulära matrixet, vilket ger stadga och struktur åt vävnaden. En av dessa molekyler är laminin, ett klistrigt protein som binder celler till det extracellulära matrixet.

I denna studie har vi, genom att klona NTHi ytproteiner och uttrycka dem i modellbakterien Escherichia coli, visat att det finns flera ytproteiner hos NTHi och att de flesta av dessa kan binda till laminin. Ett av proteinerna, som visat sig kunna binda laminin, är ett protein som vi valt att kalla L10. Eftersom L10 tidigare visat sig vara immunogent, ha förmågan att kunna utlösa en immunrespons, har L10 under en längre tid varit intressant ur vaccinsynpunkt. Genom att klona olika delar av L10 och uttrycka i E. coli, kunde vi genom olika försök där man testar vilken del av L10 som binder bäst till laminin, visa att det troligtvis är i mitten av proteinet som bindningsstället för laminin finns. Vi klonade även hela L10 och uttryckte det på ytan av E. coli och det visade sig att även detta, på ytan uttryckta L10 kunde binda laminin.

Att flera olika NTHi ytproteiner, däribland L10, kan binda laminin tyder på att många proteiner är inblandade i interaktionerna med laminin. Detta har troligtvis också betydelse för etablering av infektioner orsakade av NTHi. När vi nu vet att L10 binder laminin och att det antagligen är i den mittersta delen av proteinet som bindningen till laminin sker återstår bland annat att extakt ta reda på vilka aminosyror som är involverade i bindningen. Denna information skulle sedan kunna användas för att i framtiden använda L10 i ett multikomponents vaccin mot NTHi.

Handledare: Yu-Ching Su och Kristian Riesbeck
Examensarbete 45 hp i medicinsk mikrobiologi 2011-2012
Biologiska instutitionen, Lunds universitet
Medicinsk Mikrobiologi, Laboratiorie medicin Malmö, Lunds universitet, Skånes universitets (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Mattsson, Emma
supervisor
organization
course
MOBN18 20112
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
3731772
date added to LUP
2013-04-26 15:44:28
date last changed
2013-04-26 15:44:28
@misc{3731772,
  abstract     = {Ett nytt protein som hjälper Haemophilus bakterien att fastna i luftvägarna

På ytan av luftvägsbakterien Haemophilus influenzae, finns en rad proteiner. Genom att flytta dessa proteiner till en annan bakterie, Escherichia coli, har vi visat att de kan binda till ett protein som finns i våra luftvägar. Bindningen till luftvägarna är ett första steg i etableringen av en infektion som sedan gör oss sjuka, vilket skulle kunna utnyttjas för tillvekning av ett framtida vaccin.

Haemophilus influenzae är en vanligt förekommande bakterie hos människor, framförallt hos barn, och orsakar infektioner i luftvägarna. H. influenzae brukar delas in i två grupper beroende på om de har en kapsel eller inte. De med kapsel, ger upphov till de allvarligaste infektionerna såsom hjärnhinneinflammation och blodförgiftning. De utan kapsel, de icke-typbara H. influenzae (NTHi), orsakar öroninflammation och lunginflammation hos barn och personer med nedsatt immunförsvar. I mitten på 80-talet introducerades ett vaccin mot H. influenzae typ b och antalet individer som drabbades av de allvarligaste sjukdomarna minskade drastiskt. Eftersom vaccinet är riktat mot kapseln, skyddar det inte mot infektioner orsakade av NTHi som idag behandlas med antibiotika. 

Bakterier som tagit sig in i vår kropp måste föröka sig och invadera våra celler för att vi ska bli sjuka. Men detta är en svår match eftersom vårt immunsystem gör allt för att eliminera inkräktarna. I luftvägarna produceras slem som bakterierna fastnar i och sedan transporteras iväg med. För att undvika immunsystemet har många bakterier, däribland H. influenzae, proteiner på cellytan som kan binda till det yttre cellagret i luftvägarna, och den underliggande vävnaden. Under det yttre cellagret finns ett nätverk av olika sorters molekyler, det så kallade extracellulära matrixet, vilket ger stadga och struktur åt vävnaden. En av dessa molekyler är laminin, ett klistrigt protein som binder celler till det extracellulära matrixet.

I denna studie har vi, genom att klona NTHi ytproteiner och uttrycka dem i modellbakterien Escherichia coli, visat att det finns flera ytproteiner hos NTHi och att de flesta av dessa kan binda till laminin. Ett av proteinerna, som visat sig kunna binda laminin, är ett protein som vi valt att kalla L10. Eftersom L10 tidigare visat sig vara immunogent, ha förmågan att kunna utlösa en immunrespons, har L10 under en längre tid varit intressant ur vaccinsynpunkt. Genom att klona olika delar av L10 och uttrycka i E. coli, kunde vi genom olika försök där man testar vilken del av L10 som binder bäst till laminin, visa att det troligtvis är i mitten av proteinet som bindningsstället för laminin finns. Vi klonade även hela L10 och uttryckte det på ytan av E. coli och det visade sig att även detta, på ytan uttryckta L10 kunde binda laminin. 

Att flera olika NTHi ytproteiner, däribland L10, kan binda laminin tyder på att många proteiner är inblandade i interaktionerna med laminin. Detta har troligtvis också betydelse för etablering av infektioner orsakade av NTHi. När vi nu vet att L10 binder laminin och att det antagligen är i den mittersta delen av proteinet som bindningen till laminin sker återstår bland annat att extakt ta reda på vilka aminosyror som är involverade i bindningen. Denna information skulle sedan kunna användas för att i framtiden använda L10 i ett multikomponents vaccin mot NTHi.

Handledare: Yu-Ching Su och Kristian Riesbeck
Examensarbete 45 hp i medicinsk mikrobiologi 2011-2012
Biologiska instutitionen, Lunds universitet
Medicinsk Mikrobiologi, Laboratiorie medicin Malmö, Lunds universitet, Skånes universitets},
  author       = {Mattsson, Emma},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Cloning and characterization of non-typeable Haemophilus influenzea laminin-binding proteins},
  year         = {2012},
}