Die Rolle von UL128 und RL13 bei der zellassoziierten Ausbreitung des humanen Cytomegalovirus

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Sinzger
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470266494

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein Herpesvirus, das weltweit in 40-100 % der Bevölkerung vorkommt und bei reduzierter Immunabwehr erhebliche Krankheitslast verursacht. HCMV kann sich sowohl zellfrei durch Freisetzung infektiöser Virionen in den Extrazellulärraum als auch zellassoziiert durch direkte Übertragung von Zelle zu Zelle verbreiten. Die Ausbreitung im Wirt scheint hauptsächlich zellassoziiert zu erfolgen. Im Blut ist HCMV fast ausschließlich in Leukozyten zu finden, und auch in Zellkultur wächst frisch isoliertes Virus streng zellassoziiert.Ziel dieses Projekts ist, die molekulare Analyse der zellassoziierten Ausbreitung von HCMV voranzubringen, da dieser wenig untersuchte Übertragungsmodus vermutlich ein Schlüssel für eine bessere Kontrolle des Virus in klinisch relevanten Situationen ist. Die viralen Gene RL13 und UL128 wurden als Faktoren identifiziert, die HCMV zellassoziiert halten, aber ihre Wirkungsweise ist weitgehend unbekannt, da sie nach der Isolierung von HCMV schnell mutieren. Der Verlust von RL13 und UL128 bietet einen starken selektiven Vorteil, indem er die zellfreie Ausbreitung fördert. Aus diesem Grund ist es bisher nicht gelungen, intakte virale Genome in bakterielle Vektoren (BACs) zu klonieren, was für gentechnische Modifikation zur genauen molekularen Analyse nötig wäre.Dieses Projekt soll diese Einschränkungen überwinden, um die Rolle viraler und zellulärer Faktoren bei der zellassoziierten Ausbreitung von HCMV detailliert aufzuklären zu können.Zum einen wird die Klonierung frischer HCMV-Isolate als BACs angestrebt, was erstmals die gezielte genetische Modifikation solcher Isolate ermöglichen würde. Hierfür haben wir eine neuartige Methode zur Freisetzung zellfreier Infektiosität aus Isolat-infizierten Fibroblasten entwickelt. Wir werden eine Kollektion BAC-klonierter HCMV-Varianten generieren, die alle Genotypen der verschiedenen polymorphen Glykoproteine repräsentieren, und Reporterviren konstruieren, die für antivirale Screening-Ansätze oder Live-Imaging von Viruspartikeln geeignet sind. Diese Virus-Sammlungen werden der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt.Zum anderen widmen wir uns den molekularen Mechanismen, die der zellassoziierten Ausbreitung zugrunde liegen, wobei wir zunächst auf die viralen Gene UL128 und RL13 fokussieren, die Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen ihrer Expression und der Zellassoziation des Virus untersuchen, und analysieren, ob die beiden Proteine in infizierten Zellen interagieren und wie sie die zellfreie Infektiosität reduzieren. Wir werden weiterhin versuchen, Zelltypen oder Kulturbedingungen zu identifizieren, die den Wechsel zur zellfreien Ausbreitung regulieren, z. B. durch zelltypabhängige Hemmung der Expression von UL128 oder RL13.Insgesamt sollen dieses Projekt eine Grundlage schaffen für die zukünftige Entwicklung von antiviralen Wirkstoffen, die spezifisch auf die zellassoziierte Ausbreitung von HCMV abzielen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen