Bindung und Synthese von Hepatitis B-Virus surface Antigen durch primäre Tupaiahepatozyten

Abstract

Infektionen mit dem Hepatitis B-Virus spielen in der Humanmedizin weltweit eine bedeutende Rolle. Obwohl schon seit den 1960er Jahren bekannt, waren Studien zum Infektionsvorgang von HBV lange Zeit nur sehr eingeschränkt möglich, da es an einem praktikablen Infektionssystem mangelte. Diesbezüglich stellte die Entdeckung der Suszeptibilität von Tupaiahepatozyten für HBV in vivo und in vitro einen enormen Fortschritt dar. In der hier vorliegenden Arbeit wurden die frühen Phasen der HBV-Infektion in einem in vitro-System mit primären Tupaiahepatozyten untersucht. Der biologische Funktions- bzw. Differenzierungszustand der Zellen in diesem System konnte an Hand von Oberflächenrezeptoren und Zytoskelettfilamenten genauer charakterisiert werden. Es wurde klar, daß diesbezüglich innerhalb einer Zellkultur eine gewisse Heterogenität besteht, die im Zusammenhang mit einer unterschiedlichen Infizierbarkeit der Zellen mit HBV stehen könnte. Es konnte gezeigt werden, daß bestimmte Populationen primärer Tupaiahepatozyten als Zeichen einer HBV-Infektion de novo HBsAg synthetisieren, und daß das intrazelluläre Verteilungsmuster des HBsAgs weitgehend mit dem übereinstimmt, welches bei der akuten HBV-Infektion des Menschen beobachtet werden kann. Weiterhin wurde dargestellt, daß HBsAg in Form von subviralen Partikeln spezifisch an Tupaiahepatozyten bindet, und von diesen aufgenommen wird. Diese Vorgänge konnten durch Anti-HBs-Antikörper und PräS1-Peptide inhibiert werden. Damit wurde gezeigt, daß die PräS1-Domäne bei der Bindung von HBsAg an Hepatozyten eine wesentliche Rolle spielt. Zwar konnten subvirale Partikel auch noch nach weitgehender Entfernung der PräS-Domänen aufgenommen werden, jedoch ergaben sich Hinweise dafür, daß diesem Aufnahmevorgang ein anderer Mechanismus zu Grunde liegt. Viele Aspekte der frühen Phasen der HBV-Infektion bleiben nach wie vor unklar, und bedürfen weiterer Untersuchungen. Insbesondere konnte der HBV-Rezeptor oder HBV-Rezeptorkomplex noch nicht zweifelsfrei identifiziert werden. Durch diese Arbeit konnte die Eignung primärer Tupaiahepatozyten für derartige Untersuchungen bestätigt, und einige Aspekte dieses Modellsystems für die HBV-Infektion genauer charakterisiert werden. Infections with hepatitis B virus (HBV) play an important role in human medicine worldwide. Althought it has already been discovered in the 1960s, studies regarding the infection process of HBV have been strongly limited by the lack of a practicable infection system. Concerning this, the discovery that primary hepatocytes from the tree shrew Tupaia belangeri are susceptible to HBV infection in vivo and in vitro represented an enormous improvement. In this work, the early steps of HBV infection were analysed in an in vitro system using primary tupaia hepatocyte cultures. The biological state of function and differentiation of the cells in this infection system could be characterised more precisely by the investigation of surface receptors and cytoskeletal filaments. It became clear that in this regard there is a certain heterogeneity within the cell culture, that is connected with a different susceptibility of cells to HBV. It could be shown that after inoculation with HBV, certain populations of primary tupaia hepatocytes synthesise hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) de novo as a sign of HBV infection, and that the intracelluar distribution pattern of HBsAg is quite similar to that one that can be observed during acute HBV infection in human liver. Furthermore, it could be shown that HBsAg in form of subviral particles specifically attaches to primary tupaia hepatocytes, and that it is also taken up by those cells. These processes could be inhibited by anti-HBs antibodies as well as by preS1 peptides. These results demonstrate that the preS1 domain plays an important role in the attachment of HBsAg to primary tupaia hepatocytes. Althought subviral particles could still be taken up after enzymatic removal of major parts of the preS domains, there were indications for a different mechanism underlying this particular uptake process. In this work, the suitability of primary tupaia hepatocytes for the investigation of the HBV infection process could be confirmed, and some aspects of this model of HBV infection could be characterised more precisely.However, many aspects of the early phases of HBV infection still remain unclear, and need further investigation.