Charakterisierung eines Borna Disease Virus-spezifischen T-Zell-Epitops der Lewis Ratte und Einsatz dieses Epitops in Immunisierungsexperimenten

Abstract

Das Borna Disease Virus (BDV) ist ein nicht-zytopathogenes einzelsträngiges RNA-Virus, aus der Ordnung der Mononegavirales. DasAuftreten der durch das BDV verursachten Borna Disease (BD) wurde ursprünglich als Enzephalomyelitis bei Pferden und Schafendargestellt. Inzwischen werden auch zahlreiche weitere Tierspezies - und möglicherweise sogar der Mensch - als empfänglich für das Virusbeschrieben. Eines der am besten untersuchten Tiermodelle der Infektion stellt die Lewis Ratte dar. Die BDV-Infektion führt zu einer durch T-Zellen ausgelösten immunpathologischen Reaktion im zentralen Nervensystem (ZNS).Effektorzellen im Entzündungsgeschehen sind CD8+ T-Zellen, die zur Zerstörung von virusinfizierten Gehirnzellen führen. Es wurde aberauch demonstriert, dass die gleiche T-Zellpopulation in der Lage sein kann, das Virus aus dem Gehirn zu eliminieren, wenn sie schon zueinem frühen Zeitpunkt nach Infektion induziert wird. Erst kürzlich wurde gezeigt, dass die CD8+ T-Zellen gegen ein Epitop gerichtet sind,das auf dem viralen Nukleoprotein lokalisiert ist. In der vorliegenden Arbeit wurde ein MHC-Klasse-I-restringiertes Epitop, das von BDV-spezifischen T-Zellen der Lewis Ratte erkannt wird,identifiziert. Es wurde damit der erste virale Ligand eines MHC-Klasse-I-Moleküls der Ratte charakterisiert. Das Epitop mit der SequenzASYAQMTTY befindet sich auf dem viralen Nukleoprotein. Das Peptid ASYQMTTY und bakteriell exprimiertes BDV-spezifischesNukleoprotein wurden im weiteren Verlauf der Arbeit in Immunisierungsexperimenten eingesetzt, mit dem Ziel, zytotoxische T-Zellen zuinduzieren. Lewis Ratten, die mit dem Peptid bzw. Protein immunisiert und anschließend mit BDV infiziert wurden, zeigten einen deutlichveränderten Verlauf der BD, verglichen mit Kontrolltieren. Es konnte demonstriert werden, dass durch beide Immunisierungsstrategienvirus-spezifische T-Zellen induziert werden konnten. Allerdings waren die Lymphozyten nicht in der Lage das Virus aus dem ZNS zueliminieren. Borna disease virus (BDV) is a noncytolytic single stranded RNA virus, belonging to the order of Mononegavirales. BDV-induced Bornadisease is an encephalomyelitis originally described in horses and sheep. The best investigated animal model of the infection is the Lewisrat. BDV infection leads to a virus-induced T-cell-mediated immunpathology in the central nervous system. CD8+ T-cells represent theeffector cell population. The CD8+ T-cells contribute to the destruction of virus infected brain cells in vivo but the same T-cell-population wasshown to eliminate the virus when induced early after infection. An earlier work revealed that a major T-cell-epitope is located on the viralnucleoprotein. In the doctoral thesis an MHC class I restricted epitope recognized by the BDV-specific T-cells could be identified. This is the first viralligand of the rat MHC class I molecule being described. The epitope with the aminoacid sequence ASYAQMTTY is located on the viralnucleoprotein. The peptide ASYAQMTTY and bacterially expressed BDV nucleoprotein were then used in immunization experiments with the intention ofinducing cytotoxic T cells. When rats were immunized with peptide or protein and infected with BDV thereafter, the animals showed achanged course of Borna disease. It could be demonstrated that both ways of immunization led to an activation of virus-specific T cells,although the virus could not be eliminated from the CNS.