Einfluss von Ciclosporin A auf das Hepatitis C Nichtstrukturprotein NS2
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Forschungsvorhaben umfasste die Verbindung zwischen Ciclosporin A (CsA) und dem Hepatitis C Virus (HCV) genauer zu charakterisieren und den molekularen Mechanismus zu entschlüsseln, der zu einer Hemmung des HCV Nichtstrukturproteins 2 (NS2) durch Ciclosporin A führt. Wir konnten NS2 als ein neues Zielprotein für die CsA-vermittelte Inhibition der HCV RNA Replikation identifizieren. Mithilfe von Zelllinien mit einem stabilen Knockdown von Cyclophilin A (CypA) und B konnte schließlich nachgewiesen werden, dass der CsA-Effekt auf NS2 über CypA vermittelt ist. Diese Erkenntnisse haben vor allem Bedeutung für die HCV-Therapie: so scheinen CsA und das sich derzeit in klinischen Studien befindliche CsA-Analogon Alisporivir die ersten antiviralen Substanzen zu sein, die über das HCV Nichtstrukturprotein NS2 wirken. In weiterführende Studien untersuchten wir seltene Varianten im menschlichen CypA Gen. Wir konnten zeigen, dass drei Varianten zur Bildung eines instabilen CypA Proteins führten und somit die Zelle resistent gegenüber einer HCV Infektion wurde. Bei homozygoten Trägern dieser genetischen Variante würden wir erwarten, dass sie eine gewisse Resistenz für eine Infektion mit HCV besitzen. Neben Varianten im CypA Gen wurden auch verschiedene in Menschen vorkommende genetische Varianten von Occludin sowie murines Occludin auf ihre Fähigkeit hin als HCV Korezeptor zu dienen untersucht. Wir konnten zeigen, dass die humanen OCLN Varianten volle Korezeptor Funktion für HCV haben. Murines OCLN hatte gegenüber humanem OCLN eine reduzierte Korezeptorfunktion. Diese Arbeiten haben Bedeutung sowohl für die Frage, warum die HCV-Infektion in verschiedenen Individuen klinisch sehr unterschiedlich verläuft, als auch für die Entwicklung neuer Kleintiermodelle für die HCV Infektion. Ein weiteres Ziel des beantragten Projektes war es, neue antivirale Substanzen zu identifizieren. Mit EGCG, einem Bestandteil aus dem grünen Tee, konnten wir eine natürliche Substanz identifizieren, die in vitro den Viruseintritt von HCV in die Leberzelle effektiv verhindern kann. Weiterführende mechanistische Untersuchungen zeigten, dass EGCG auf das Virion und hier genauer auf das Anheften des Virus an die Wirtszelle wirkt. Die Arbeiten konnten in Hepatology veröffentlicht werden. Auf der Suche nach einer Möglichkeit, die HCV Reinfektion nach Lebertransplantation zu vermeiden, konnte somit eine in vitro vielversprechende und sehr wirksame Substanz identifizieren, die in Zukunft in klinischen Studien weiter auf ihre Effektivität untersucht werden soll. Im Rahmen dieser Förderung wurde außerdem die Stabilität und Sensitivität gegenüber chemischen Desinfektionsmitteln von HCV untersucht, um nosokomiale oder iatrogene Transmissionen von HCV durch Anpassung der Hygienemaßnahmen vermeiden zu können. Mithilfe des HCV Infektionsmodells konnten wir zeigen, dass HCV bei Raumtemperatur 28 Tage lang infektiös ist. Überraschenderweise konnte in dieser Studie auch nachgewiesen werden, dass die Detektion von HCV RNA nicht mit der Infektiösität von HCV korreliert. Außerdem wurden in der Klinik routinemäßig eingesetzte kommerzielle Desinfektionsmittel auf ihre Wirksamkeit gegenüber HCV getestet und bei unverdünnter Anwendung als sicher eingestuft.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Cyclosporine A inhibits hepatitis C virus nonstructural protein 2 through cyclophilin A. Hepatology. 2009 Nov; 50 (5): 1638-45
Ciesek S, Steinmann E, Wedemeyer H, Manns MP, Neyts J, Tautz N, Madan V, Bartenschlager R, von Hahn T, Pietschmann T
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Hepatitis in 2010: the dawn of a new era in HCV therapy. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2011, Feb; 8 (2): 69-71
Ciesek S, Manns MP
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How stable is the hepatitis C virus? Environmental stability of HCV and its susceptibility to chemical biocides. J Infect Dis. 2010; 25; 201(12):1859-66
Ciesek S, Friesland M, Steinmann J, Becker B, Wedemeyer H, Manns MP, Steinmann J, Pietschmann T, Steinmann E
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Impact of occludin intra- and inter-species variation on its co-receptor function for authentic hepatitis C virus particles. J Virol. 2011; 85: 7613-21
Ciesek S, Westhaus S, Wicht M, Wappler I, Henschen S, Sarrazin C, Hamdi N, Abdelaziz AI, Strassburg CP, Wedemeyer H, Manns MP, Pietschmann T, von Hahn T
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The green tea polyphenol, epigallocatechin-3-gallate, inhibits hepatitis C virus entry. Hepatology. 2011 Dec; 54(6):1947-55
Ciesek S, von Hahn T, Colpitts CC, Schang LM, Friesland M, Steinmann J, Manns MP, Ott M, Wedemeyer H, Meuleman P, Pietschmann T, Steinmann E
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Hepatocytes that express variants of cyclophilin A are resistant to HCV infection and replication. Gastroenterology. 2012; 143:439-447
von Hahn T, Schiene-Fischer C, Van ND, Pfaender S, Karavul B, Steinmann E, Potthoff A, Strassburg C, Hamdi N, Abdelaziz AI, Sarrazin C, Müller T, Berg T, Trépo E, Wedemeyer H, Manns MP, Pietschmann T, Ciesek S
