Effektoren der angeborenen Immunantwort gegen das Zika-Virus

• Antragsteller: Professor Dr. Janis-Alexander Müller
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445272774

In der letzten Dekade kam es zum Wieder-Auftreten und zu mehreren Ausbrüchen des Zika-Virus (ZIKV). Eine ZIKV-Infektion kann zu neurologischen Komplikationen wie dem Guillain-Barrée-Syndrom führen und fötale Missbildungen während der Schwangerschaft verursachen. ZIKV findet sich in zahlreichen Körperflüssigkeiten, darunter Plasma, Speichel, Fruchtwasser, Muttermilch, Samen und Vaginalflüssigkeit. Das Virus wird vorrangig durch Moskitos übertragen, vereinzelt wurden jedoch auch Übertragungen durch Sexualverkehr beobachtet.Wir interessieren uns für den Einfluss von Körperflüssigkeiten auf verschiedene virale Pathogene. So konnten wir bereits zeigen, dass Samen und Speichel extrazelluläre Vesikel (EVs) enthalten, welche effizient die ZIKV-Infektion hemmen. Ziel der vorliegenden Studie ist es, diese EVs aufzureinigen, ihre Anzahl, Ladung, Morphologie und Zusammensetzung zu charakterisieren und den zugrunde liegenden antiviralen Mechanismus aufzuklären.Zur Anheftung an und Eintritt in Zielzellen verwenden manche Flaviviren die Strategie der viralen apoptotischen Mimikry: Sie exponieren Phosphatidylserin (PS) auf der Virusmembran, welches mit PS-spezifischen Apoptose-Rezeptoren interagiert. Interessanterweise beinhalten EVs aus Samen PS, und wir konnten zeigen, dass diese EVs die Infektion mit Dengue-, West-Nil- und Zika-Viren hemmen. Dies legt nahe, dass PS-haltige EVs und Flaviviren um die Bindung an PS-Rezeptoren konkurrieren. Wir werden daher EVs aus Samen und weiteren Körperflüssigkeiten isolieren, um ihre PS-Zusammensetzung und ihre Aktivität gegen ZIKV und andere Viren, die apoptotisches Mimikry nutzen, zu untersuchen. Darüber hinaus werden wir testen, ob künstliche PS-Liposomen die Übertragung und Ausbreitung von ZIKV in vivo verhindern können.Neben Lipiden enthalten EVs auch antivirale Proteine. So wird z.B. das Transmembranprotein Sialophorin (SPN, CD43), welches Aktivität gegenüber HIV aufweist, in EVs eingebaut. In vorbereitenden Experimenten fanden wir, dass auch die ZIKV-Replikation durch exogene Expression von SPN reduziert wird. Daher soll die Relevanz der SPN-vermittelten ZIKV-Restriktion analysiert werden. Außerdem werden wir untersuchen, ob Körperflüssigkeiten SPN-haltige EVs enthalten, die in Empfängerzellen antiviral wirksam sind. Wir werden die subzelluläre Lokalisation von SPN ermitteln und die für die antivirale Aktivität entscheidende Domänen oder posttranslationalen Modifikationen identifizieren. Ziel ist es, den Mechanismus der SPN-vermittelten Hemmung zu aufzuklären und herauszufinden, ob ZIKV entsprechende Evasions-Strategien entwickelt hat.Die Entschlüsselung der Lipid- und Protein-vermittelten Aktivitäten von EVs aus Körperflüssigkeiten wird wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie der menschliche Körper Virusinfektionen bekämpft. Die beantragte Studie hat das Potential neue Zweige der angeborenen Immunität zu identifizieren und könnte innovative Strategien hervorbringen um die Ausbreitung von Viren zu begrenzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen