Charakterisierung der Typ I IFN-antagonistischen Eigenschaften des Influenza B Virus

Im Rahmen dieser Arbeit konnte das NS1 Protein des Influenza B Virus als Antagonist der zellulären IFN-alpha/beta Antwort identifiziert werden. Die Grundlage dafür lieferte die erfolgreiche Konstruktion eines Plasmid-gestützten revers-genetischen Systems zur Herstellung rekombinanter Influenza B Vir...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Dauber, Bianca Helene
Beteiligte: Wolff, Thorsten (Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Hygiene u. Med. Mikrobiologie mit Medizinaluntersuchungsamt
Schlagworte:
PKR
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Im Rahmen dieser Arbeit konnte das NS1 Protein des Influenza B Virus als Antagonist der zellulären IFN-alpha/beta Antwort identifiziert werden. Die Grundlage dafür lieferte die erfolgreiche Konstruktion eines Plasmid-gestützten revers-genetischen Systems zur Herstellung rekombinanter Influenza B Viren. Der Vergleich des so generierten WT Influenza B/Lee Virus mit dem B/delNS1 Virus, dessen B/NS1 Leserahmen deletiert ist und das somit kein B/NS1 Protein exprimiert, brachte folgende Ergebnisse. (1) Die Anwesenheit des B/NS1 Proteins verhinderte die Induktion der IFN-alpha/beta Gene während einer Influenza B Virus Infektion, so dass in der Folge kein IFN-alpha/beta sezerniert wurde. (2) Die Inhibition der IFN-ß Induktion ließ sich darauf zurückführen, dass das B/NS1 Protein die Aktivierung des entscheidende Transkriptionsfaktors IRF-3 während der Infektion verhinderte. (3) Das B/NS1 Protein inhibiert darüber hinaus die Aktivierung der antiviralen dsRNA-abhängigen Proteinkinase R. (4) Der Verlust des B/NS1 Proteins führte zu einer sehr starken Attenuierung des B/delNS1 Virus in IFN-kompetenten Wirten. Die Summe dieser Eigenschaften demonstriert die Bedeutung des B/NS1 Proteins als entscheidende Determinante der biologischen Fitness von Influenza B Viren. Zur Analyse der strukturellen und funktionellen Voraussetzungen für die IFN-antagonistische Funktion des B/NS1 Proteins wurden weitere Influenza B Viren mit Mutationen im B/NS1 Protein generiert. Die Charakterisierung der Virusmutanten zeigte, dass die dsRNA-Bindung durch das B/NS1 Protein nicht entscheidend für die Inhibition der IFN-alpha/beta Induktion ist. Der Verlust der C-terminalen Domäne des B/NS1 Proteins führte dagegen zu einer drastischen Reduktion der IFN-alpha/beta-inhibitorischen Funktion. Die Inhibition der IFN-alpha/beta Induktion durch das B/NS1 Protein scheint also nicht vornehmlich auf die Sequestrierung von dsRNA zurückzuführen zu sein, wie es für das IFN-antagonistische NS1 Protein der Influenza A Viren angenommen wird. Vielmehr deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Inhibition der IFN-alpha/beta Induktion durch Interaktionen der C-terminalen Domäne des B/NS1 Proteins mit dsRNA-Sensorproteinen, wie RIG-I und/oder mda-5, oder anderen Faktoren der IFN-alpha/beta induzierenden Signalkaskade vermittelt werden könnte. Im Gegensatz zur IFN-alpha/beta Induktion zeigte sich eine direkte Korrelation von dsRNA-Bindungskapazität des B/NS1 Protein, Replikationsfähigkeit der Virusmutanten in IFN-kompetenten Wirten und Inhibition der PKR Aktivierung durch das B/NS1 Protein. Die Abhängigkeit der Replikation von der dsRNA-Bindungsfähigkeit des B/NS1 Proteins war zunächst ein überraschender Befund, da alle Virusmutanten nur schwach IFN-alpha/beta induziert hatten. Die Attenuierung der dsRNA-bindungsdefizienten Virusmutanten lässt sich jedoch durch die Aktivierung von PKR erklären, da PKR die zelluläre Translationsmaschinerie blockiert und damit auch die virale Replikation beeinträchtigen kann. Dem gegenüber steht die trotz starker IFN-alpha/beta Induktion gute Replikation des Influenza B Virus mit C-terminal trunkiertem B/NS1 Protein, da PKR hier nicht aktiviert wurde. Diese Ergebnisse verdeutlichen den starken Einfluss der antiviralen Wirkung von PKR zur Kontrolle von Influenza B Virus Infektionen in den hier verwendeten Wirtssystemen. Es ist jedoch anzunehmen, dass eine hohe IFN-alpha/beta Sekretion die virale Replikation in Versuchstieren oder während einer natürlichen Infektion im Menschen deutlicher beeinflusst, da die immunmodulatorischen Wirkung von IFN-alpha/beta hier stärker zum tragen kommt. Die gezeigte Differenzierung der strukturellen Grundlagen für die Funktionen des B/NS1 Proteins bietet gute Voraussetzungen für die Entwicklung von Influenza B Viren als Lebend-Impfstoffe, die sowohl in ihrer Replikation eingeschränkt sind, als auch die Sekretion von IFN-alpha/beta zur Aktivierung der Immunantwort induzieren können.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2006.0575