Lipide von Borrelia burgdorferi

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurden die Lipide von Borrelia burgdorferi B31 strukturell und immunologisch charakterisiert.
Der Lipidanteil von B. burgdorferi betrug 25 - 30% des Gesamttrockengewichts und ist damit vergleichbar hoch mit dem Lipidanteil von Treponema und Spirochaeta.
Die Lipide konnten mittels HPTLC in 11 Lipidfraktion chromatographisch aufgetrennt werden. Durch chemische Färbungen der Fraktionen konnten zwei Glykolipide und zwei Phopholipide nachgewiesen werden. Die Glykolipide hatten mit 50% den größten Anteil am Gesamtlipid, gefolgt von den Phospholipiden mit jeweils 10%. Insgesamt machten diese vier Hauptfraktionen etwa 70% der Gesamtlipide aus. Bei den beiden Borrelien-Glykolipiden handelte es sich jeweils um Monoglykosyldiglyceride. Galaktose war das einzige nachweisbare Monosaccharid im Lipidextrakt von B. burgdorferi. Mittels massenspektrometrischer und gaschromatographischer Methoden konnten die Glycolipide als [alpha]-Galaktosyldiacylglycerol mit jeweils unterschiedlicher Fettsäurezusammensetzung identifiziert werden. Wir konnten zeigen, daß es sich bei dem Kohlenhydratanteil der beiden Glykolipide um terminale [alpha]-gebundene Galaktose handelte. Oxidation dieser Galaktose verdeutlichte dessen Bedeutung als einzige relevante Bindungstelle für Antikörper gerichtet gegen Lipide von B. burgdorferi B31. Die beiden Phospholipide von B. burgdorferi konnten als Phosphatidylcholin (PC) und Phosphatidylglycerol (PG) identifiziert werden.
Die Fettsäureanalyse der Lipide von B. burgdorferi ergab zu je etwa 30% die gesättigten Fettsäuren Palmitinsäure (C16:0) und Stearinsäure (C18:0), während die ungesättigten Fettsäuren mit 30.6% Ölsäure (C18:1) und 11.2% Linolsäure (C18:2) vertreten waren. Immunologische Untersuchungen mit Seren von Patienten im Früh-Stadium oder mit akuter, chronischer oder abgelaufener Lyme Borreliose zeigten positive Reaktionen aller Seren nur mit den beiden Glykolipiden, die restlichen 9 Lipidfraktion waren an Immunreaktionen nicht beteiligt. Seren von syphilitischen Patienten zeigten keine Reaktion mit den Lipiden, weder mit den Glykolipiden noch mit den Phospholipiden. Die Antikörper von Borreliose-Patienten richten sich sehr spezifisch nur gegen die Glykolipide von B. burgdorferi. Es ergab sich kein Anhalt für eine Kreuzreaktivität zwischen den Lipiden von B. burgdorferi und T. pallidum. Diese Feststellungen sind sehr bedeutsam im Hinblick auf einen Einsatz dieser Glykolipide für die Diagnostik der Lyme Borreliose. Die Phospholipide von B. burgdorferi zeigten keine Reaktionen mit Seren von Lyme Borreliose Patienten und sind somit nicht als antigen anzusehen. Eine Steigerung der Antigenität der Borrelien-Phospholipide durch Komplexierung mit Cholesterin und Lecithin analog zum VDRL-Antigen der Spyhilis-Diagnostik konnte nicht erzielt werden.
Die in dieser Studie erstmalig chemisch identifizierten Galaktolipide scheinen eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der Lyme Borreliose zu spielen. Weiterführende Arbeiten in unserem Labor haben gezeigt, daß alle Spezies der Gattung Borrelia burgdorferi sensu lato identische Galaktolipide aufwiesen. Aufgrund der Präsenz in den getesteten B. burgdorferi Stämmen und der fehlenden Kreuzreaktivität zu T. pallidum, könnten diese Galaktolipide als Antigene in der Diagnostik der Lyme Borreliose und als potentielle Kanidaten für eine Vakzine in Betracht kommen.