Kontrolle von HSV-1 spezifischen Replikations- und Transmissions-Mechanismen in humanen Dendritischen Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Steinkasserer
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398064017

Dendritische Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Induktion von antiviraler Immunantworten. Ziel dieser Studie ist es, das Zusammenspiel von DZ und HSV-1 zu untersuchen, um zum einen virale Immunevasions-Mechanismen zu charakterisieren und zum anderen antivirale Strategien des Immunsystems, zur Blockade der Virusreplikation bzw. der Virusausbreitung, zu analysieren. Bezüglich der Wirt-Virus Interaktion, haben wir gezeigt, dass HSV-1 nicht nur unreife DZ (iDZ), sondern auch reife DZ (mDZ), mit einer vergleichbaren Effizienz infiziert. Interessanterweise, ist aber der nukleäre Egress von neugebildeten viralen Kapsiden in infizierten mDZ stark beeinträchtigt. Die neugebildeten Kapside bleiben im Kern stecken und dadurch ist sowohl der virale Replikationszyklus also auch die Ausbreitung blockiert. HSV-1 führt in iDC zu einer Reduktion von Lamin A/C, interessanterweise jedoch nicht in mDZ. Lamin A/C ist für die intakte Architektur der Kernmembranen wichtig und dessen Abbau wird durch HSV-1 in iDC gegenüber mDC unterschiedlich modifiziert. Der zugrunde liegende molekulare Mechanismus des Lamin A/C Abbaus in iDZ soll im Rahmen des ersten Teilprojekts aufgeklärt werden. Zusätzlich sollen die Faktoren, welche den nukleären Egress von neugebildeten viralen Kapsiden in infizierten mDZ blockieren, charakterisiert werden.In Bezug auf virale Immunevasions-Strategien haben wir berichtet, dass sowohl HSV-1 als auch HCMV den Abbau des CD83-Moleküls in mDZ induzieren. Dies führt zu einer stark verminderten antiviralen Immunantwort. Der CD83-Abbau erfolgt Proteasom-abhängig, aber Ubiquitin-unabhängig. Dies ist ein ungewöhnlicher Mechanismus, aber jüngste Studien liefern Hinweise für Ubiquitin-unabhängige Abbaumechanismen, wobei alternative Signale, wie FAT10, welches von mDZ exprimiert wird, oder intrinsische Degradationssignale, identifiziert wurden. Die zugrunde liegenden Mechanismen, welche zum CD83-Abbau in Folge einer HSV-1-Infektion führen, werden im Rahmen des zweiten Teilprojekts untersucht werden.Wir haben gezeigt, dass sowohl HSV-1 als auch HCMV das CD83 Molekül auf reifen, infizierten DZ degradiert. Diese virusinduzierte Modulation blockiert in Folge die Induktion einer potenten antiviralen Immunantwort. Bezüglich der 3D-Struktur von CD83 gab es jedoch keine Kenntnisse und daher haben wir in Kooperation mit Prof. Sticht und Prof. Muller die 3D-Kristallstruktur der extrazellulären CD83 Domäne aufgeklärt. Aufgrund dieser neuen strukturellen Informationen haben wir nun die Möglichkeit, CD83 näher zu charakterisieren und die Regionen zu identifizieren, die für seine biologische Funktion sowie für die potentielle Ligandenbindung wichtig sind. Nachdem Viren CD83 "targeten", planen wir im Rahmen des dritten Teilprojekts CD83 Liganden zu identifizieren und zu charakterisieren. Kenntnisse darüber eröffnen nicht nur neue Einsichten in die generelle Funktion von CD83 sondern auch bezüglich der Folgen der viral induzieren CD83 Degradation.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen