Die Rolle mononuklärer Zellen in der Pathogenese der Equinen Herpesviren vom Typ 1 und 4 (EHV-1 und EHV-4)

• Antragsteller: Professor Dr. Nikolaus Osterrieder, seit 4/2020
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251507118

Die equinen Herpesviren vom Typ 1 und Typ 4 (EHV-1 und EHV-4) sind Mitglieder der Familie der Herpesviridae, hier der Subfamilie der Alphaherpesvirinae und gehören zum Genus der Varicelloviren. Beide Viren sind in der Pferdepopulation endemisch und können substantielle Leiden und Schäden in Pferden und entsprechend in der Pferdeindustrie verursachen, die sich in respiratorischen Problemen, Spätaborten und neurologischen Ausfallserscheinungen äußern. Wir nutzen die enge genetische Verwandtschaft der Viren und tauschten essentielle Gene zwischen EHV-1 und EHV-4 aus. Dies erlaubte uns die Funktion viraler Genprodukte in einer Art und Weise zu analysieren, die für verwandte Alphaherpesviren nicht möglich ist. Wir konnten zeigen, dass EHV-1 und EHV-4 den identischen Rezeptor (MHC-I) zum Eintritt in equine Zellen nutzen und dass die Ektodomäne des Glycoproteins (g)D für die Interaktion mit MHC-I verantwortlich ist, aber auch mit nicht-MHC-I-Rezeptoren auf Zellen interagieren, die nicht equinen Ursprungs sind. EHV-1 und EHV-4 nutzen jedoch verschiedene Eintrittspfade in epithelialen Zielzellen und virales gH spielt hier eine entscheidende Rolle: Die Interaktion von EHV-1 gH mit dem alpha4Beta1-Integrin, wozu das EHV-4-Pendant nicht in der Lage ist, resultiere in einer dramatischen Erhöhung von zytosolischem Ca2+, das als Vorstufe zum Scrambling von Phosphatidylserinen zu beobachten ist. Diese Veränderungen in der Lipidzusammensetzung erlaubt die Fusion der viralen mit der zellulären Membran. Schließlich ist nur EHV-1, nicht aber EHV-4 in der Lage, an mononukleäre Zellen anzudocken und an endothelialen Zellen Rolling zu induzieren, ein Prozess der mit dem Virustransfer in endotheliale Zellen vergesellschaftet ist. In diesem letzteren Prozess spielen gB und die durch US3 kodierte Proteinkinase eine entscheidende Rolle. Wir werden die Hypothese untersuchen, dass das höhere pathogene Potenzial und die effizientere Zell-zu-Zell-Übertragung von EHV-1 im Vergleich zu EHV-4 durch unterschiedliche zelluläre Rezeptoren bzw. Eintrittsrouten bestimmt werden. Darüber hinaus werden offenbar unterschiedliche zelluläre Prozesse durch EHV-1 und EHV-4 durch unterschiedliches Signaling genutzt. Wir nehmen an, dass gD gH/gL, gB, aber auch die US3 Proteinkinase eine wichtige Rolle bei der Etablierung einer produktiven Infektion spielen. Um unsere Hypothese zu testen schlagen wir folgende Untersuchungen vor: 1- Die Bestimmung der Struktur des gD und die Charakterisierung der Rezeptor-bindenden Domänen 2- Die Untersuchung zellulärer und viraler Faktoren, die den Viruseintritt beeinflussen 3- Die Untersuchung des Mechanismus des Virustransfers von Lymphozyten und Monozyten auf Endothelzellen

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Walid Azab, Ph.D., bis 4/2020