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Projekt
Charakterisierung der Rolle ausgewählter Wirtsfaktoren in der Replikation und Pathogenität von klinisch-relevanten Influenza A Viren in der humanen Lunge
Antragstellerin
Dr. Jessica Freifrau von Recum
Fachliche Zuordnung
Virologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275015707
Influenza A Virus (IAV) ist ein RNA Virus, das bis zu 13 virale Proteine kodiert. Durch die limitierte Kodierungskapazität ist IAV auf die Maschinerie der Wirtszelle angewiesen, um seinen Infektiotionszyklus zu durchlaufen. Mit high-throughput Screens konnten Hunderte zellulärer Proteine detektiert werden, die für die IAV Replikation unentbehrlich sind. Unsere Forschungsgruppe hat einen genomweiten RNAi Screen durchgeführt und 295 zelluläre Kofaktoren identifiziert, die für die frühen Stadien im IAV Replikationszyklus essentiell sind. Durch eine Affinitätsaufreinigung in Kombination mit Massenspektrometrie aller IAV Proteine wurden ca. 60 humane Proteine gefunden, die auch in mindestens einem der publizierten RNAi Screens detektiert wurden. Diese Proteine, die nicht nur eine Rolle in der IAV Replikation spielen, sondern auch direkt mit IAV Proteinen interagieren, sind Gegenstand unserer Untersuchungen. Unser Ziel ist es, selektierte Wirtsfaktoren bezüglich ihrer Rolle in der Replikation und Pathogenität von drei klinisch relevanten IAV Stämmen, saisonales H3N2, pandemisches H1N1 und hochpathogenes H5N1, zu charakterisieren. Studien in immortalisierten humanen Epithelzellen wie A549 haben jedoch den Nachteil, dass es Unterschiede in regulatorischen Netzwerken im Vergleich zu nicht immortalisierten Zellen geben kann. Daher werden für umfassende Untersuchungen bezüglich der Rolle von Wirtsfaktoren in der IAV Infektion zusätzliche Modelle benötigt. Humanes ex vivo Lungengewebe kann mit IAV infiziert werden, um beispielsweise Virusreplikation, Zelltropismus und Zytokinausschüttung zu analysieren. Des Weiteren korreliert die Replikationsfähigkeit von IAV Stämmen in dem Gewebe mit der jeweiligen Virulenz im Menschen, was ex vivo Lungengewebe zu einem besonders wertvollen Modellsystem macht. Der Vorteil liegt darin, dass authentisches humanes Gewebe benutzt wird, in dem die vorhandenen Zellen noch immer im physiologischen dreidimensionalen Strukturverbund vorliegen und miteinander interagieren können. Wir planen den genetischen Knockdown selektierter Kandidatengene in dem ex vivo Lungengewebe mit Hilfe von spezialisierten Molekülen namens Vivo-Morpholinos (VMs) zu etablieren, die für die Anwendung in komplexen Geweben entwickelt wurden. VMs wurden bereits erfolgreich in verschiedenen Geweben und Tiermodellen angewendet. Lungengewebe, in dem selektierte Gene stillgelegt wurden, kann im Weiteren beispielsweise bezüglich Virusreplikation und zellulärer Immunantwort im Vergleich zu Kontrollgewebe analysiert werden. Zusammengefasst konzentriert sich dieses Projekt auf die Charakterisierung selektierter humaner Wirtsfaktoren in einem physiologisch hochrelevanten Modellsystem. Die mit diesem Projekt beabsichtigten Studien werden nicht nur wichtige Einblicke in die Rollen dieser Faktoren im IAV Infektionszyklus geben, sondern auch Hinweise für die zukünftige Entwicklung neuer antiviraler Arzneimittel liefern.
DFG-Verfahren
Forschungsstipendien
Internationaler Bezug
USA
