Verwendung des CRISPR/Cas9 Systems für den Schutz von Hühnern gegen das Mareks Disease Virus und als Tool zur Analyse der Virus Pathogenese

• Antragsteller: Professor Benedikt Bertold Kaufer, Ph.D.; Professor Dr. Benjamin Schusser
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387054203

Das Huhn ist ein exzellentes Modell in der Entwicklungsbiologie sowie in vielen anderen Bereichen der Forschung. Darüber hinaus sind Hühner eine der wichtigsten tierischen Proteinquellen für den Menschen. Eine Vielzahl an Pathogenen bedrohen dabei das Wohlergehen und die Gesundheit von Milliarden von Hühnern. Eines dieser Pathogene ist das Mareks Disease Virus (MDV), das Immunosuppression und tödliche Lymphome in empfänglichen Tieren verursacht. Trotz Impfungen, kann MDV in geimpften Beständen zirkulieren und seine Virulenz stetig erhöhen. In der Vergangenheit konnte das Virus bereits mehrfach den bestehenden Impfschutz überwinden, was die Entwicklung potenterer Impfstoffe oder anderer präventiver Maßnahmen nötig macht.Das sehr flexible CRISPR/Cas9 System schützt Bakterien gegen eindringende Viren und wird seit Kurzem weltweit zur Manipulation von Genomen verwendet. Basierend auf unseren Vorarbeiten und bisherigen Publikationen stellen wir die Hypothesen auf, dass das CRISPR/Cas9 System Hühner vor gefährlichen Pathogenen schützen kann und dass das System zur Erforschung zellulärer Faktoren in der MDV induzierten Tumorentstehung verwendet werden kann. Wir werden diese Hypothesen in zwei spezifischen Zielstellungen untersuchen, indem wir i) das bakterielle Immunsystem CRISPR/Cas9 in Hühner transferieren um diese vor einer tödlichen MDV Infektion zu schützen. Zudem werden wir das System verwenden, um ii) die Rolle des zellulären CD30 Rezeptors in der Entstehung von MDV induzierten Lymphomen zu untersuchen. Um das erste Ziel zu erreichen, werden wir transgene Hühner generieren, welche eine Cas9 Nuklease exprimieren. Diese Tiere werden zusätzlich ein wichtiges Werkzeug in der Grundlagenforschung darstellen. Um ein Huhn zu generieren, das ein funktionelles CRISPR/Cas9 System zur Abwehr von MDV besitzt, werden wir diese Cas9 exprimierenden Tiere mit Hühnern paaren, die validierte MDV spezifische gRNAs kodieren. Infektionen dieser Hühner mit MDV werden zeigen, ob dieses bakterielle Immunsystem die Tiere vor einer tödlichen Infektion schützen kann und ob eine Weiterverbreitung von MDV verhindert wird.In der zweiten Zielstellung werden wir die Rolle des zellulären CD30 Rezeptors analysieren, der in MDV induzierten Tumoren sowie einer Vielzahl von humanen Lymphomen überexprimiert wird und als Tumormarker dient. Wir werden rekombinante Viren generieren die ein induzierbares CRISPR/Cas9 System und CD30 spezifische gRNAs kodieren um die Expression von CD30, in MDV infizierten Zellen, an definierten Zeitpunkten außer Kraft zu setzen. Infektionen von Hühnern mit diesem rekombinanten Virus werden uns ermöglichen, die Rolle von CD30 in der Tumorentstehung zu untersuchen. Alles in allem wird dieses Projekt zeigen, ob das CRISPR/Cas9 System zum Schutz von Hühnern gegen gefährliche Pathogene eingesetzt werden kann und wird zudem als Plattform zur Analyse zellulärer Faktoren wie CD30 in diesem natürlichen Virus-Wirt Model für Virus induzierte Tumorentstehung dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen