Mechanisms of Sexual Dimorphism in Drosophila melanogaster Intestinal Immunity

Die Immunantwort auf Darminfektionen beruht auf komplexen, streng regulierten Interaktionen zwischen unterschiedlichen immunologischen Kompartimenten, die maßgeblich den Krankheitsverlauf bestimmen. Obwohl geschlechtsspezifische Unterschiede in der Darmphysiologie und -morphologie bereits beschrieben wurden, ist der Zusammenhang zwischen sexuell dimorphen Merkmalen, wie dem Darmstoffwechsel, und geschlechtsspezifischen Infektionsverläufen bislang nicht umfassend untersucht. In dieser Arbeit nutze ich das Drosophila–P. entomophila-Modell, um zu zeigen, wie Unterschiede in den intestinalen Redoxprozessen zwischen den Geschlechtern zur erhöhten Anfälligkeit weiblicher Fliegen gegenüber Darminfektionen beitragen – insbesondere durch eine Blockade der Pathogenpassage im Darm. Die Unfähigkeit weiblicher Fliegen, Pathogene effektiv auszuscheiden, führt zur Akkumulation reaktiver Sauerstoffspezies, was zum Tod führt. Eine Erhöhung der antioxidativen Kapazität des Darms – entweder durch orale Gabe antioxidativer Verbindungen oder durch gezielte Überexpression eines zytosolischen antioxidativen Enzyms im Darm – reduziert die pathogene Wirkung auf die Darmmotilität und verbessert das Überleben. Bei männlichen Fliegen zeige ich, dass die Aktivität NADP⁺-reduzierender Enzyme zu einer geringeren Beeinträchtigung der Defäkation führt. Dadurch können Pathogene effektiver eliminiert werden, was zum Überleben der Männchen beiträgt. Darüber hinaus demonstriere ich, dass P. entomophila in Reaktion auf die geschlechtsspezifisch unterschiedliche Darmumgebung verschiedene Proteine exprimiert – darunter das RNA-bindende Protein Hfq, das potenziell die Virulenzfaktoren im weiblichen Wirt beeinflusst. Insgesamt liefert meine Arbeit neue Einblicke in die Mechanismen, die der sexuellen Dimorphie in der Anfälligkeit von Drosophila gegenüber intestinalen Infektionen zugrunde liegen, mit Fokus auf den Einfluss intestinaler Stoffwechselprozesse auf die Pathogenvirulenz und den Infektionsverlauf.