Mutationen im Hämagglutinin und dem NS1-Protein steigern die Virulenz hochpathogener aviärer Influenzaviren

Im Jahr 1999 kam es in Italien bei Geflügel zu einem Ausbruch hochpathogener aviärer Influenza A-Viren (HPAI-Viren) des Subtyps H7N1, der zum Verlust von 14 Millionen Tieren führte. Aus Stammbaumanalysen ging hervor, dass die HPAI-Viren aus bereits zuvor zirkulierenden Influenzaviren niedriger Patho...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Keiner, Björn
Beteiligte: Buckel, Wolfgang (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2008
Biologie
Schlagworte:
NS1
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Im Jahr 1999 kam es in Italien bei Geflügel zu einem Ausbruch hochpathogener aviärer Influenza A-Viren (HPAI-Viren) des Subtyps H7N1, der zum Verlust von 14 Millionen Tieren führte. Aus Stammbaumanalysen ging hervor, dass die HPAI-Viren aus bereits zuvor zirkulierenden Influenzaviren niedriger Pathogenität (LPAI-Viren) hervorgingen. Neben der Entwicklung einer multibasischen Spaltstelle im Hämagglutinin (HA) dieser Viren konnten durch Sequenzanalysen weitere markante Unterschiede zwischen HPAI- und LPAI-Viren detektiert werden. Das HA der HPAI-Viren wies eine zusätzliche Glykosylierung an Position 123 in der Nähe der Rezeptorbindungsstelle auf. Die meisten LPAI-Isolate besitzen dort kein oder nur ein Glykan an Position 149. Im NS1-Protein, welches den viralen Faktor für die Suppression der zellulären Immunantwort darstellt, konnten Mutationen im Kernexportsignal (NES) sowie eine Deletion von sechs Aminosäuren am C-Terminus der HPAI-Viren festgestellt werden. Im ersten Teil dieser Doktorarbeit wurden daher rekombinante Viren des HPAI-Isolats A/ostrich/Italy/984/00 (984) generiert, die sich ausschließlich in den Glykosylierungstellen nahe der Rezeptorbindungstasche des HAs unterschieden. Das Vorhandensein eines Glykans an Position 123 stellte sich in den Experimenten als signifikante Pathogenitätsdeterminante heraus. Die zusätzliche N-Glykosylierung führte zu einer erhöhten Freisetzungsgeschwindigkeit der Viren am Ende des Replikationszyklus. Die dadurch beschleunigte systemische Virusausbreitung im aviären Wirt steigerte die Mortalität erheblich. Des Weiteren wurden für den zweiten Teil der Arbeit rekombinante 984 NS1-Mutanten hergestellt, deren NES und/oder C-Terminus von einem LPAI-Virusisolat stammen. Es konnte gezeigt werden, dass diese Viren reduziertes Wachstum auf aviären Zellen sowie eine verminderte Infektiosität für den aviären Wirt aufwiesen. Dieser Effekt konnte auf eine veränderte Lokalisation des HPAI-NS1 in den verschiedenen Stadien der Infektion zurückgeführt werden. Zusammengenommen bewirken das zusätzliche Glykan an Position 123 des HA und die Mutationen im NS1-Protein des HPAI-Virus eine deutliche Steigerung der Pathogenität im aviären Wirt.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2008.0145