Therapeutic efficiency of vector-expressed soluble virus receptor proteins in cardiac enterovirus infections
Final Report Abstract
Enterovirus (EV)-Infektionen beim Menschen können zu schweren Herzmuskelentzündungen führen. Diese können vollständig ausheilen, aber auch zu schweren, anhaltenden Funktionsstörungen des Herzens führen oder sogar tödlich verlaufen. Für die Behandlung einer kardialen Infektion mit EV existiert keine in der Klinik zugelassene spezifische Therapie. sCAR-Fc ist ein Protein, das Coxsackie-B- Viren (CVB) neutralisieren kann, wodurch die Aufnahme der Viren in die Zellen verhindert wird. Frühere Untersuchungen von uns und andren Arbeitsgruppen haben gezeigt, dass sCAR-Fc akute CVB3-induzierte Herzmuskelentzündungen im Mausmodell inhibieren kann. Ziel des Projekts war es, das therapeutische Potential von sCAR-Fc bei kardialen CVB Infektionen weiter zu untersuchen und wichtige mechanistische Fragen zur Wirksamkeit von sCAR-Fc zu klären. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt: (I) Wir konnten zeigen, dass ein frühzeitiger therapeutischer Einsatz von sCAR-Fc die Entwicklung einer chronischen CVB3-Myokarditis im Mausmodell inhibieren kann. Dabei waren sowohl die Virusmenge als auch entzündliche Vorgänge im Herzen reduziert. Parallel verbesserten sich unter sCAR-Fc Therapie die kontraktilen Parameter des Herzens in den Versuchstieren. (II) Die Kombination von sCAR-Fc und Immunsuppressionstherapie bei CVB3-Myokarditis im Mausmodell führte nicht zu einer Verbesserung des Krankheitsverlaufs. (III) Durch Kombination von sCAR-Fc und gegen CVB3 gerichteter shRNAs konnte eine Verbesserung des Krankheitsverlaufs der CVB3-Myokarditis im Mausmodell im Vergleich zum Einsatz von sCAR-Fc bzw. shRNAs allein erreicht werden. (IV) Es wurden keine natürlich vorkommenden Resistenzen von Viren aus der Gruppe der CVB gegen sCAR-Fc gefunden. Gleichwohl entwickelten sich unter experimentellen Bedingungen in der Zellkultur sCAR-Fc-resistente CVB3. (V) Wir konnten zeigen, dass die im sCAR-Fc vorhandene D2-Domäne des Coxsackievirus- und Adenovirus-Rezeptors (CAR) für die Konformation der CVB3-bindenden D1-Domäne des Proteins wichtig ist. Die Glykosylierung der CAR-D1 und D2-Domäne spielte hingegen für die antivirale Wirksamkeit keine Rolle. (VI) Wir konnten zeigen, dass sCAR-Fc auch humanen Adenovirusinfektionen inhibieren kann und im Rahmen von Kombinationstherapien mit Cidofovir und siRNAs bei humanen Adenovirusinfektionen additiv wirkt. Zusammenfassend können wir feststellen, dass mit sCAR-Fc CVB3-Infektionen des Herzens effizient inhibiert werden können. Bedeutsam in Hinblick auf eine mögliche klinische Anwendung von sCAR-Fc ist, dass keine Nebenwirkungen bei Versuchstieren, die sCAR-Fc erhielten, beobachtet wurden, ebenso wie die Tatsache, dass keine natürlichen vorkommenden sCAR-Fc-resistenten CVB vorkommen.
Publications
- Combination of RNA interference and virus receptor trap exerts additive antiviral activity in coxsackievirus B3-induced myocarditis in mice. J Infect Dis. 2015;211: 613–22
Stein EA, Pinkert S, Becher PM, Geisler A, Zeichhardt H, Klopfleisch R, Poller W, Tschöpe C, Lassner D, Fechner H, Kurreck J
(See online at https://doi.org/10.1093/infdis/jiu504) - Enhanced suppression of adenovirus replication by triple combination of anti-adenoviral siRNAs, soluble adenovirus receptor trap sCAR-Fc and cidofovir. Antiviral Res. 2015;120:72-78
Pozzuto T, Roger C, Kurreck J, Fechner H
(See online at https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2015.05.010) - Expression of an engineered soluble coxsackievirus and adenovirus receptor by a dimeric AAV9 vector inhibits adenovirus infection in mice. Gene Ther. 2015, 22:458-66
Röger C, Pozzuto T, Klopfleisch R, Kurreck J, Pinkert S, Fechner H
(See online at https://doi.org/10.1038/gt.2015.19) - Biological antivirals for treatment of adenovirus infections. Antivir Ther. 2016
Schaar K, Röger C, Pozzuto T, Kurreck J, Pinkert S, Fechner H
(See online at https://doi.org/10.3851/IMP3047) - Soluble coxsackie- and adenovirus receptor (sCAR-Fc); a highly efficient compound against laboratory and clinical strains of coxsackie-B-virus. Antiviral Res. 2016;136: 1–8
Pinkert S, Dieringer B, Diedrich S, Zeichhardt H, Kurreck J, Fechner H
(See online at https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2016.10.010) - The Coxsackievirus and adenovirus receptor: Glycosylation and the extracellular D2 domain are not required for coxsackievirus B3 infection. J Virol. 2016, 90:5601-10
Pinkert S, Röger C, Kurreck J, Bergelson J, Fechner H
(See online at https://doi.org/10.1128/JVI.00315-16)
