Modulation der Chemokinantwort durch das murine Cytomegalievirus (MCMV)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das murine Zytomegalievirus (MCMV) hat eine Vielfalt von Mechanismen entwickelt, um der Erkennung und Eliminierung durch das Immunsystem zu entkommen. Das Virus zeichnet sich dadurch aus, dass es in einem immunkompetenten Wirt nach einer akuten Infektion eine lebenslang persistierende Infektion etabliert. Begleitend zur akuten Infektion tritt eine transiente Immunsuppression auf, in deren Verlauf es zu sekundären opportunistischen Infektionen kommen kann. Makrophagen/Monozyten spielen während der akuten MCMV-Infektion eine wichtige Rolle, da sie die produktive Virusreplikation und die Disseminierung des Virus ermöglichen. Chemokine sind in der frühen Immunantwort wichtig, um Effektorzellen zu rekrutieren und zu aktivieren. Eigene Vorarbeiten im Mausmodell hatten gezeigt, dass in vivo NK-Zellen eine Hauptquelle von Chemokinen wie CCL3, CCL4 und CCL5 darstellen, während Antigenpräsentierende Zellen (Makrophagen, Dendritische Zellen) nur unwesentlich zur Produktion dieser Mediatoren beitragen. Die im vorliegenden Projekt erzielten Erkenntnisse zeigen, dass Makrophagen grundsätzlich in der Lage sind, nach einer Reihe von TLR- oder Zytokin-induzierten Stimuli eine Palette von Th1-assoziierten Chemokinen (CCL3, CCL4, CCL5, CCL2, CXCL9, CXCL2) und Zytokinen (IL-12, IL-15, IL-18, TNF-α, IL-6) zu produzieren. Erstmals konnte auf Einzelzellebene gezeigt werden, dass MCMV mit der Produktion dieser Mediatoren interferiert, indem es in infizierten Makrophagen die Induktion der Chemokine und Zytokine effektiv blockiert und in aktivierten Makrophagen die Produktion der Mediatoren reprimiert. Die Blockade der Mediatorproduktion ist sehr umfassend, denn sie betrifft die TLR2-, TLR3-, TLR4-, TLR7- und TLR9-induzierten Signalwege. Damit sind MCMV-infizierte Makrophagen bezüglich diverser TLR-induzierter Signale und sekundär bezüglich ihrer Chemokin-/Zytokinproduktion regelrecht paralysiert. Am Beispiel der LPS-induzierten Signaltransduktion über TLR4 wurde gezeigt, dass MCMV die Transkription der Chemokine blockiert, indem es den Oberflächenrezeptor TLR4/MD2 sowie schwächer CD14 von der Oberfläche herunterreguliert. Die Modulation des TLR4-Proteins durch MCMV erfolgt auf Proteinebene. Auf Seiten des Virus sind IE- und/oder E-Gene in die Modulation der Chemokine involviert. In Kooperation mit verschiedenen Partnern konnte gezeigt werden, dass die sehr frühen viralen Gene IE1 und IE2 sowie große Genabschnitte des Virus, die für nicht essentielle Gene kodieren, nicht an der Regulation von Chemokinen und TLR4 beteiligt sind. Insgesamt wurde erstmals gezeigt, dass MCMV mit einer umfangreichen Palette Th1- assoziierter Mediatoren interferiert und diverse TLR-induzierte Signalwege blockiert. Dies deutet auf einen generellen Mechanismus der Immunevasion und -suppression hin. Die verminderte Freisetzung Th1-assoziierter Zytokine und Chemokine im Rahmen einer akuten MCMV-Infektion könnte lokal die Ausbildung einer protektiven Th1-Immunantwort verzögern und dem Virus einen entscheidenden Zeitvorteil zur Replikation und Transmission verschaffen, um eine persistierende Infektion zu etablieren. Darüber hinaus bietet die negative Regulation der TLR-Oberflächenrezeptoren eine plausible Erklärung, warum es im Rahmen einer akuten MCMV-Infektion zu opportunistischen Infektionen kommen kann. Da in vivo die Zahl der tatsächlich infizierten Antigenpräsentierenden Zellen eher gering ist, ist von einer lokalen und temporären Immunsuppression auszugehen.
