Apoptose, p53 und Hepatitis Viren - zwischen Tumorentstehung und Viruspersistenz

Mit über 500 Millionen chronisch und jährlich mehr als 5 Millionen neu infizierten Menschen weltweit stellen Hepatitis B- und C-Infektionen zwei der wichtigsten Infektionskrankheiten dar. Sie sind außerdem die Ursache für 90% der hepatozellulären Karzinome, der dritthäufigsten Ursache für Krebstod...

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Main Author: Dax, Andreas
Contributors: Heldmaier, Gerhard (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2006
Biologie
Subjects:
p53
Bax
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Mit über 500 Millionen chronisch und jährlich mehr als 5 Millionen neu infizierten Menschen weltweit stellen Hepatitis B- und C-Infektionen zwei der wichtigsten Infektionskrankheiten dar. Sie sind außerdem die Ursache für 90% der hepatozellulären Karzinome, der dritthäufigsten Ursache für Krebstod weltweit. Obwohl sehr unterschiedliche Viren, weisen beide doch ein ähnliches Krankheitsbild und einen ähnlichen Krankheitsverlauf auf. Im Zuge der Tumorentstehung von der chronischen Infektion über die Leberzirrhose hin zum Leberkrebs ist dabei das CD95-System aktiviert. Hierbei handelt es sich um ein Apoptose-System, bei dem die Aktivierung des ubiquitär exprimierten Todesrezeptors CD95 durch die Bindung seines Liganden eine Signaltransduktionskette auslöst, die zur Apoptose der Zelle führt. Wichtige Elemente dieser Signalkette sind Caspasen und die Mitochondrien, wobei letztere als Verstärker dienen. Regulierend greifen die Proteine Bax und p53 in dieses System ein. Bax reguliert die Signaltransduktion auf der Ebene der Mitochondrien, während p53 vor allem durch die Regulation des CD95- und des Bax-Gens sowie die Induktion von Apoptose wirkt. Da zum einen die Chronizität ein Risikofaktor für das hepatozelluläre Karzinom und zum anderen das CD95-System bei der Tumorentstehung aktiviert ist, war die Frage, ob das CD95-System schon bei Progression von der akuten zur chronischen Infektion eine Rolle spielt. Hierzu wurden Black6-Mäuse (100% CD95-Rezeptordichte) und lpr-Mäuse (10% Rezeptordichte) mit dem Hepatitis B Virus infiziert und untersucht. Es zeigte sich, dass das CD95-System essentiell für die Bekämpfung der Infektion ist, da nur die Black6-Mäuse eine Immunantwort mit Elimination des Virus zeigte. Zur weiteren Untersuchung auf zellulärer Ebene erfolgte die Etablierung eines kliniknahen Zellkultur-Modells durch die Optimierung der Isolation von primären humanen Hepatozyten aus Resektatmaterial und die Klonierung von adenoviralen Vektoren sowohl für das HBV-Genom als auch für p53. Die Nutzung dieses wirklichkeitsnahen Systems zeigte, dass HBV Apoptose in Hepatozyten auslöst, dabei mit p53 kooperiert und dass für die Kooperation das X-Protein von HBV, kurz HBx genannt, verantwortlich ist. Diese Kooperation mit p53 führte zu der Frage, ob diese auch in der Aktivierung der beteiligten Proteine nachzuweisen ist, da sowohl der CD95-Rezeptor als auch Bax von p53 direkt transaktiviert werden können. Genaktivierungsstudien für CD95 und Bax zeigten, dass beide Gene durch HBV transaktiviert werden können und zusammen mit p53 eine synergistische Aktivierung stattfindet. Diese Synergie ist durch HBx vermittelt. Semiquantitative Ko-PCR mit densitometrischer Auswertung zeigt weiterhin, dass HBV auch die Genexpression des CD95-Liganden induzieren kann. Vergleicht man nun das Hepatitis C Virus, im Gegensatz zu HBV ein RNA-Virus, bezüglich der Induktion von Apoptose, der Transaktivierung des CD95- und des Bax-Gens, so zeigt sich ein ähnliches Bild. HCV kann Apoptose auslösen und kooperiert dabei mit p53. Auch in der Aktivierung des CD95- und des Bax-Gens erfolgt eine Kooperation mit p53, diese ist überadditiv, jedoch nicht so stark wie zwischen p53 und HBV. Einer der stärksten Aktivatoren bei HCV war dabei das Strukturprotein Core. Deletionsstudien zeigten hierbei, dass die ersten 123 Aminosäuren der 191 Aminosäuren des Core-Proteins für diese Kooperation mit p53 verantwortlich sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das CD95-System essentiell für die Elimination von HBV und für den Schutz der Leber vor dauernder Schädigung ist. Weiterhin gelang die Etablierung eines wirklichkeitsnahen Zellkulturmodells durch Nutzung von primären humanen Hepatozyten zusammen mit adenoviralen Vektoren. Hiermit konnte nachgewiesen werden, dass sowohl HBV als auch HCV den CD95-Rezeptor und Bax in Zusammenarbeit mit p53 transaktivieren und so Apoptose auslösen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2007.0488