Replikation von drei Säuger-Hepadnaviren im Amerikanischen Waldmurmeltier (Marmota monax) und Expression der viralen Oberflächenproteine in transgenen Pflanzen
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Zusammenfassung
Die Infektion von Waldmurmeltieren der USA (woodchucks) mit Hepadnaviren ist ein wichtiges Modell für die Hepatitis B Infektion des Menschen. Hepadnaviren sind sehr speziesspezifisch, z.B. kann das Virus des Menschen nicht Woodchucks infizieren. Daher war es von Interesse zu prüfen, ob Hepadnaviren aus verwandten Nagetieren in Woodchucks eine Infektion auslösen und wie diese verlaufen würde. In dieser Arbeit konnte zum ersten Mal die speziesübergreifende Infektion von adulten Amerikanischen Waldmurmeltieren (Woodchucks, Marmota monax) mit den artfremden Virusspezies GSHV des Erdhörnchens (Ground Squirrels, Spermophilus beecheyi) sowie ASHV des Arktischem Hörnchens (Arctic Squirrel, Spermophilus parryi kennicotti) gezeigt werden. Mit Woodchuck Hepatitis Virus (WHV) inokulierte Woodchucks dienten als Kontrollgruppe. Trotz gleicher Inokulationsdosis und unabhängig von der Virusspezies variierten die individuellen Infektionsverläufe stark hinsichtlich Intensität und Dauer der Virämie und Antigenämie. Bei den hoch replikativen Tieren wurden noch höhere Virus- und Antigenkonzentrationen als bei der akuten Hepatitis B des Menschen erreicht. Im Gegensatz zur menschlichen Hepatitis B war eine sehr rasche Eliminierung des Antigens aus dem Serum innerhalb von 1-2 Wochen und eine langsame Eliminierung des Virus, die bis zu vier Monate dauerte, zu beobachten. Bei allen Tieren konnte während der Viruselimination eine Reduktion der Virus-DNA im Serum um einige Zehnerpotenzen detektiert werden, bevor ein deutlicher Anstieg der leberspezifischen Enzyme (Sorbitol-Dehydrogenase, SDH) eine hepatozelluläre Schädigung erkennen ließ. Die vollständige Eliminierung des Virus war mit der Normalisierung der pathologischen SDH-Konzentrationen assoziiert. Die Detektion von Oberflächenantigen-Immunkomplexen kurz nach Erreichen der maximalen Virämie und Antigenämie zeigt, dass Antikörper gegen die viralen Hüllproteine (S, M, L) direkt an der Eliminierung viraler und subviraler Partikel beteiligt sind. Die individuellen Infektionsverläufe bei gleicher Inokulationsdosis lassen vermuten, dass ähnlich wie beim Menschen der Zeitpunkt und die Qualität der antiviralen Immunantwort jedes Individuums den Verlauf der Virusreplikation und letztendlich die Terminierung der Infektion determinieren. Desweiteren konnten die Proteinmuster der Oberflächenproteine von GSHV und ASHV charakterisiert werden. Sowohl das S-, M- als auch L-Protein der beiden Virusspezies erwiesen sich hinsichtlich ihrer Proteinstruktur als nahezu identisch mit den Oberflächenproteinen von WHV. Lediglich das M-Protein von ASHV wies eine differente Struktur auf, welche möglicherweise mit einem speziellen Glykosilierungsmuster assoziiert ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die therapeutische Applikation von kombinierten DNA- und Immunkomplexvakzinen einen deutlich reduzierenden Effekt auf die Antigenämie bei chronisch WHV-infizierten Woodchucks hat. Während der Therapie war eine Abnahme der WHsAg-Konzentration um 70-90% zu verzeichnen. Die Applikation von DNA-Vakzinen allein beeinflusste den Antigenverlauf ebenfalls, wenn auch weniger effizient. Ein weiteres Impfstoffkonzept zur Prävention der HBV-Infektion sieht die Generierung von Subunit-Vakzinen in essbaren Pflanzen vor. Im Rahmen dieser Arbeit wurden HBsAg- und WHsAg-codierende Plasmide in Karotten- und Tabakzellen transformiert und anschließend die Expression der subviralen Partikel in den Pflanzen untersucht. Während sich HBsAg-Partikel eindeutig in Karotten-zellkulturen nachweisen ließen, konnten WHsAg-Partikel weder in Karotten- noch in Tabakzellkulturen detektiert werden. Jedoch ließ sich in einzelnen Tabak-Klonen MWHs-mRNA nachweisen. In den HBsAg-Karottenzellkulturen konnten Expressionsraten von 12-15 µg HBsAg pro g Karottenzellpellet ermittelt werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2007