Wirt-Pathogen-Interaktionen bei Hantavirus-Infektionen: Schwerpunkt Zytoskelett-Crosstalk

• Antragsteller: Professor Dr. Salvatore Chiantia; Dr. Roland Schwarzer
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Biophysik ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524028135

Hantaviren sind eine Familie neu auftretender, zoonotischer Viren, die beim Menschen lebensbedrohliche Krankheiten mit hoher Sterblichkeitsrate verursachen können. Es gibt weder zugelassene Virostatika noch wirksame Impfstoffe, so dass sich die Maßnahmen zur Bekämpfung von Hantavirus-Erkrankungen und sich entwickelnden Epidemien auf die symptomatische Behandlung und die Expositionsprävention beschränken. Die genomische und strukturelle Organisation von Hantaviren ist gut verstanden, wichtige Wirt-Pathogen-Interaktionen hingegen sind nach wie vor unbekannt. In den letzten Jahren mehrten sich die Hinweise auf eine umfassende strukturelle Reorganisation infizierter Zellen, die schließlich zur Bildung spezialisierter, virusproduzierender Kompartimente, den so genannten Virusfabriken, führt. Die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen und die ursächlichen Wechselwirkungen zwischen viralen und zellulären Proteinen sind jedoch bisher unbekannt. Mit diesem Projekt versuchen wir, diese Lücke zu schließen und die intrazellulären Interaktionen der Hantavirus-Strukturproteine Gc, Gn und N mit Schlüsselkomponenten des Zytoskeletts, nämlich Aktin, Vimentin und Mikrotubuli, zu charakterisieren. Unsere vorläufigen Daten und frühere Veröffentlichungen deuten darauf hin, dass das N-Protein und insbesondere der zytoplasmatische Teil von Gc an diesen Aktivitäten beteiligt sind. Aufgrund dieser Beobachtungen stellen wir die Hypothese auf, dass Hantavirusproteine Zytoskelettstrukturen binden und umgestalten, wodurch die Virusvermehrung gefördert und zelluläre Prozesse, die auf die Integrität des Zytoskeletts angewiesen sind, beeinträchtigt werden. Mit dieser Studie verfolgen wir vier Ziele: 1) Zunächst werden wir die Wechselwirkungen von Hantaviren mit Proteinen des Zytoskeletts umfassend erforschen und genau charakterisieren. 2) Anschließend werden wir die Auswirkungen von Zytoskelett-Knockdowns auf Hantavirus-Infektionen und die Proteinprozessierung untersuchen. 3) Wir werden die strukturellen Veränderungen im Zytoskelett aufdecken, die als Folge der Expression von Virusproteinen auftreten, und die Auswirkungen auf zelluläre Funktionen wie Mitose, Zellmigration und Makropinozytose untersuchen. 4) Wir werden untersuchen, ob eine pharmakologische Manipulation des Zytoskeletts als antivirale Behandlung verwendet werden kann. Unser Konsortium besteht aus zwei Gruppen mit sehr komplementärem Fachwissen. Dr. Schwarzer und seine Gruppe am Universitätsklinikum Essen haben einen starken Hintergrund in Virologie und Zellbiologie, während das Labor von Prof. Dr. Chiantia auf fortschrittliche Einzelmolekül-Fluoreszenzmikroskopie-Methoden spezialisiert ist. Wir glauben, dass diese einzigartige Kombination von Fähigkeiten und Techniken es uns ermöglichen wird, das komplexe Zusammenspiel zwischen den Strukturproteinen des Hantavirus und den Schlüsselkomponenten des Zytoskeletts der Wirtszelle genau zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Chile, Slowakei
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Boris Klempa; Professorin Dr.-Ing. Nicole Tischler, Ph.D.