Persistierende Infektionen mit Borrelia burgdorferi sensu lato, dem Erreger der Lyme Borreliose (LB), als auch mit Chlamydia pneumoniae, einem häufigen Atemwegspathogen, stellen ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar. Für beide Pathogene ist bisher keine hinreichende Serologie verfügbar, was u.a. darauf zurückzuführen ist, dass beide Bakterien über spezielle Strategien verfügen, mit deren Hilfe sie die Immunantwort des Wirtes umgehen können. Die Diagnose einer Borrelieninfektion wird neben den klinischen Befunden hauptsächlich durch den Nachweis gebildeter Antikörper geführt. Die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens ist durch die unzureichende Sensitivität und Spezifität der gegenwärtig erhältlichen Tests eingeschränkt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden deshalb mittels "Phage surface display" neue Borrelienantigene gesucht und deren immunogene Eigenschaften charakterisiert. - Genomische Phagenbibliotheken von B. afzelii, B. burgdorferi und B. garinii wurden erstellt. Über Affinitätsanreicherung mit IgG-Antikörpern von LB Patienten wurden neben dem bereits beschriebenen Antigen BBK32 acht weitere, neue Proteine selektiert. Davon zeigte das ribosomale Protein L25 ebenfalls antigene Eigenschaften. In einem mit 80 Seren von LB Patienten und 75 Seren von Kontrollpersonen etablierten ELISA, erreichte L25 eine Sensitivität von 23% und eine Spezifität von 99%, was in Kombination mit anderen Antigenen, für dessen Eignung zur Serodiagnose spricht. Die bisherigen Kenntnisse über Chlamydienantigene sind limitiert, was die Entwicklung von sensitiven und spezifischen serologischen Tests erschwert. Ein großer Nachteil der heutigen C. pneumoniae Serodiagnose besteht darin, dass persistierende Infektionen nicht von einer Seronarbe unterschieden werden können. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden daher mittels "Immunoproteomics" neue Chlamydienantigene identifiziert, die einerseits eine sensitive und spezifische Serologie zulassen, und andererseits die Differenzierung zwischen vergangenen und persistenten Infektion ermöglichen könnten. - Über Immunoblots nach 2D-SDS-PAGE und massenspektrometrischer Analyse IgG reaktiver Antigenspots wurden 31 Hauptantigene von C. pneumoniae identifiziert, von denen 15 bisher unbekannte Antigene darstellen. Eine differentielle Analyse der Spotintensität ergab, dass 8 Antigene eine erhöhte Reaktivität mit Seren von mutmaßlich persistent infizierten Spendern (n=19) aufwiesen und 4 Antigene präferentiell mit Seren nicht-persistent infizierter Spender (n=15) reagierten. Mit dieser Analyse wurde eine erste Grundlage für die Diagnose persistenter Infektionen auf serologischer Basis geschaffen. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde untersucht, ob die durch C. pneumoniae induzierte Aktivierung von T Gedächtniszellen einen geeigneten Parameter zur Identifizierung persistenter Infektionen mit C. pneumoniae darstellt. - Mittels Multiparameter-Durchflusszytometrie wurde die Chlamydien induzierte Aktivierung von T Zellen in verschiedenen Spendern analysiert. Nach Inkubation von isolierten PBMC mit C. pneumoniae oder deren Zytosol konnten bis zu 0,12% aktivierte CD4+ T-Zellen detektiert werden, während keine Aktivierung von CD8+ T-Zellen nachweisbar war. Die Charakterisierung der CD4+ T Zellen hinsichtlich ihrer Stabilität und Zytokinproduktion erlaubte deren Klassifizierung als T Gedächtniszellen. Da bei 9 von 17 Spendern mit einer mutmaßlich persistenten Infektion CD4+ T Gedächtniszellen nachgewiesen wurden, während dies nur bei 1 von 10 nicht-persistent infizierten Spendern der Fall war, könnte der Nachweis von T Gedächtniszellen als Parameter für die Diagnose persistenter Infektion mit C. pneumoniae herangezogen werden. Bisher ist es nicht geklärt, ob C. pneumoniae Peptidoglykan (PGN) synthetisieren. Die Erkennung von PGN durch das angeborene Immunsystem spielt sowohl bei der Aktivierung der T Zell vermittelten Immunantwort, als auch bei der Produktion von Antikörpern eine entscheidende Rolle. Im Falle der Abwesenheit von PGN in Chlamydien könnte man vermuten, dass während einer Chlamydieninfektion lediglich suboptimale Immunantworten induziert werden, die eine Persistenz der Bakterien begünstigen könnten. Im vierten Teil dieser Arbeit wurde die Transkription chlamydialer Gene untersucht, die mit der Synthese von PGN assoziiert werden. - Mittels einer neu etablierten hochsensitiven real-time PCR Methode konnte gezeigt werden, dass alle der 9 untersuchten PGN-assoziierten Gene während des Infektionszyklus von C. pneumoniae transkribiert werden, was auf eine aktive PGN-Biosynthese hinweist. Die enge zeitliche Überlappung der Transkription mit dem frühen Vermehrungsprozess von C. pneumoniae und deren anschließende rasche Abnahme spricht für die Präsenz von PGN, sowie für dessen Rolle in chlamydialen Retikularkörperchen, nicht aber in Elementarkörperchen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit zu einem besseren Verständnis der adaptiven Immunantwort gegen B. burgdorferi sensu lato und C. pneumoniae beiträgt. Die hier präsentierten Daten stellen nicht nur eine Basis für die Überwindung der gegenwärtigen Defizite diagnostischer Anwendungen dar, sondern besitzen auch potentielle Bedeutung für Impf- und Behandlungsstrategien. Borrelia burgdorferi sensu lato, the etiological agent of Lyme borreliosis (LB), and Chlamydia pneumoniae, a common cause of respiratory tract infections, are able to establish persistent infections that can be harmful to the host. Both pathogens lack an adequate serology, which appears to be linked to unique host immune responses associated with different immune evasion strategies of these bacteria. Beside the clinical manifestations, the diagnosis of Borrelia infections is commonly based on serological testing, which has major shortcomings concerning sensitivity and specificity. The performance of currently available serological tests might be improved by using more sensitive and more specific Borrelia antigens. In the first part of this thesis, novel Borrelia antigens were indentified by phage display technology and characterized with regard to their diagnostic value. - Genomic phage surface display libraries were generated from B. afzelii, B. burgdorferi and B. garinii. Affinity selection against IgG from LB patients revealed nine different Borrelia proteins, including the well established antigen BBK32. Another identified protein, the ribosomal protein L25, was demonstrated to be antigenic by enzyme linked immunosorbent assay using sera from 80 LB patients and 75 controls. The specificity and sensitivity of the antigen was 99% and 23%, respectively, qualifying L25 as a useful antigen when combined with others. The development of a sensitive and specific C. pneumoniae serodiagnosis remains difficult because of the limited knowledge about appropriate antigens. To date, C. pneumoniae serology cannot distinguish between past and persistent infection, which represents a major shortcoming. In the second part of this thesis, novel C. pneumoniae antigens were identified and characterized using immunoproteomics. Further, it was evaluated whether the identified antigens can be used to discriminate past from persistent infections. - Using a proteomic approach combined with immunoblotting, we identified 31 major C. pneumoniae antigens, including 15 novel Chlamydia antigens that showed reactivity towards IgG antibodies. When analyzing the intensity of immunoreactive spots among 19 donors with and 15 donors without evidence for persistent infection, we identified 8 persistence associated antigens and 4 antigens that were associated with non persistent infections. These data represent a basis for a serodiagnosis allowing the identification of persistently infected individuals. In the third part of this thesis, the value of C. pneumoniae induced T cell responses for discriminating persistent from non-persistent infections was investigated. - C. pneumoniae induced T cell responses in different donors were analyzed by flow cytometric multiparameter analysis. After stimulation of PBMC with whole bacteria or cytosol, up to 0.12% activated CD4+ T cells were detected, while no CD8+ T cell activation was found. The characterization of the activated CD4+ T cells with regard to their cytokine production and their stability, argued for memory CD4+ T cells primed during persistent infections. Indeed, C. pneumoniae induced memory CD4+ T cell responses were detected in 9 out of 17 donors with evidence, but only in 1 out of 10 donors without evidence for persistent infections, which is of potential interest for diagnostic applications. Innate immune recognition of peptidoglycan (PGN) has a key role in the onset of antigen specific T cell responses and subsequent antibody production. Thus, infections with Chlamydia, a pathogen that lack detectable amounts of PGN, might provoke suboptimal adaptive immune responses possibly contributing to chlamydial persistence. Since the synthesis of chlamydial PGN is being debated, in the fourth part of the thesis, the transcription of chlamydial genes associated with PGN synthesis was analyzed. Highly sensitive and specific real time PCRs were developed to analyze the transcript levels of nine chlamydial genes associated with PGN synthesis. All genes were strongly upregulated during the C. pneumoniae infection cycle in HEp 2 cells arguing for an active PGN synthesis pathway. The transcription kinetics of these genes closely coincided with the early replication phase of C. pneumoniae indicating a role for the presence of PGN in dividing chlamydial reticulate bodies (RB). Since the transcription was markedly decreased at a time when the RB differentiated back into elementary bodies (EB), PGN is likely not, or only in low amounts, present in Chlamydia EB. In summary, this thesis contributes to the understanding of acquired immune responses against B. burgdorferi sensu lato and C. pneumoniae with regard to diagnostic applications. The presented data provide not only a platform for the development of new diagnostic tools that possibly overcome the current limitations but also might be of interest for vaccination and treatment strategies.