Charakterisierung der Manipulation der angeborenen Immunabwehr durch ORF3a, ORF6 und ORF7a von SARS-CoV-2.

• Antragsteller: Dr. Konstantin Sparrer
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458681942

Das angeborene Immunsystem des Menschen ist eine wichtige Barriere gegen eindringende Krankheitserreger. Beispielsweise führt die Induktion des Typ-I-Interferonsystems zur Expression von antiviralen Interferon-stimulierten Genen (ISGs), und Autophagie zielt auf virale Komponenten zur Zerstörung ab. Um eine Infektion zu etablieren, müssen Krankheitserreger wie das neuartige pandemische Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) daher die menschliche angeborene Immunabwehr ausschalten. Tatsächlich sind viele klinische Symptome, die während der Coronavirus-Krankheit (COVID19) beobachtet wurden, auf gestörten Immunaktivierung zurückzuführen. Die Pathogenität von SARS-CoV-2 ist jedoch geringer als bei früheren pandemischen menschlichen CoVs, was zu einer effizienten Ausbreitung des Virus führt. Darüber hinaus war die Fähigkeit, menschliche Immunabwehrmechanismen zu behindern, höchstwahrscheinlich eine Voraussetzung für die zoonotische Übertragung von SARS-CoV-2 auf den Menschen. Unsere Daten zeigen, dass die Proteine Nsp1, ORF3a, ORF6 und ORF7a von SARS-CoV-2 potente Antagonisten des Interferonsystems oder Autophagie sind. Die meisten zugrunde liegenden molekularen Mechanismen müssen jedoch noch bestimmt werden. Wir konnten kürzlich zeigen, dass Nsp1 die zelluläre Translation hemmt und so Typ-I-Interferonantworten abschaltet. Um die molekularen Mechanismen von ORF3a, ORF6 und ORF7a aufzuklären, führten wir eine vergleichende Proteomanalyse von SARS-CoV-2-infizierten Zellen und Zellen durch, die nur die einzelnen Proteine exprimieren. Unsere vorläufigen Daten identifizierten GNG5, LYRM4, Rab5a oder RILPL1 als wahrscheinliche Ziele. Daher wollen wir untersuchen, wie diese Faktoren von ORF3a, ORF6 oder ORF7a angegriffen werden, und ausgenutzt werden. Um festzustellen, ob Interferon und Autophagie-Antagonismus möglicherweise eine Rolle bei der schnellen Ausbreitung von SARS-CoV-2 gespielt haben, werden wir die Aktivitäten von ORF3a, ORF6 oder ORF7a aller sieben menschlichen CoVs vergleichen. Schließlich wollen wir untersuchen, ob die drei akzessorischen Proteine zur zoonotische Übertragung von SARS-CoV-2 beigetragen haben.Dieses Projekt ist die Basis für weitere zukünftige Projekte, um das Zusammenspiels zwischen SARS-CoV-2 und dem angeborenen menschlichen Immunsystem zu verstehen. Dies kann helfen, die Symptome von COVID19 zu erklären und somit Hinweise auf neue therapeutische Ziele zu geben. Analysen der Konservierung von Funktionen wird Einblicke in die schnelle Ausbreitung und zoonotische Übertragung von SARS-CoV-2 geben. Schließlich kann die Identifizierung von Immunantagonisten, die von SARS-CoV-2 codiert werden, dazu beitragen, absichtlich abgeschwächte Virusstämme zu konstruieren, die unser Immunsystem effektiv aktivieren. Diese Stämme können eine langfristige Immunität induzieren und so ein rationales Impfstoffdesign unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen