Biologische Konsequenzen der Nutzung alternativer Rezeptoren während des Eintrittsprozesses von Arenaviren

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Allison Groseth, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527109165

Arenaviren sind wichtige Verursacher schwerer menschlicher Erkrankungen, darunter hämorrhagisches Fieber (HF), für die es derzeit nur wenige Behandlungsmöglichkeiten gibt. Interessanterweise ist bei den in Südamerika vorkommenden Viren die Fähigkeit, HF zu verursachen, eng mit ihrer Fähigkeit korreliert, die menschliche Form des Transferrin-Rezeptors 1 (hTfR1) zu nutzen, z.B. beim Junín-Virus (JUNV). Trotz fehlender hTfR1-Bindung können jedoch auch eng verwandte apathogene Viren (z. B. Tacaribe-Virus, TCRV) über alternative Rezeptoren, wie z.B. Phosphatidylserin-Rezeptoren (PS), in menschliche Zellen eindringen. Diese und andere Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Verwendung von Rezeptoren nicht nur den Eintritt in die Zelle ermöglicht, sondern auch eine entscheidende Rolle für die Wirtsantwort auf eine Infektion spielt, welche sich, wie wir bereits gezeigt haben, bei JUNV und TCRV unterscheidet, und so die Pathogenese dieser Infektionen beeinflusst. Der hierfür verantwortliche Mechanismus ist jedoch unklar. Im Rahmen dieses Projekts sollen Varianten von JUNVs und TCRVs erzeugt werden, die in ihrer Fähigkeit zur Interaktion mit hTfR1 verändert sind oder deren PS-Gehalt angereichert/entreichert ist (und die somit in ihrer Fähigkeit, PS-Rezeptoren zu binden, verändert sind). Wir werden darüber hinaus Zelllinien erzeugen, die entweder modifizierte Versionen von hTfR1 mit veränderten Virusbindungspräferenzen exprimieren oder denen es an einem oder mehreren PS-Rezeptoren mangelt. Mit Hilfe dieser Werkzeuge werden wir dann mechanistische Aspekte des Eintrittsprozesses (einschließlich der Effizienz der Bindung, der Aufnahmerate und des Fusions-pH-Wertes) unter Bedingungen charakterisieren, bei denen eine hTfR1- und/oder PS-Rezeptorbindung stattfindet. Dazu werden wir eine Kombination aus klassischen zellulären Assays und Lebendzellmikroskopie verwenden. Darüber hinaus werden wir Viren mit veränderten Rezeptorbindungseigenschaften verwenden, um die Rolle der Rezeptorbindung für die Wirtszellantwort während einer Infektion von Makrophagen zu untersuchen, und hier insbesondere die Zytokinproduktion, von der angenommen wird, dass sie eine wichtige Determinante bei der frühen Kontrolle der Virusinfektion ist. Zusammengenommen werden diese Experimente wichtige mechanistische Informationen über den Beitrag der Rezeptornutzung zur Biologie der Arenaviren und insbesondere ihrer Pathogenese liefern. Dadurch werden sie sowohl Einblicke in das Risiko des zukünftigen Auftretens von derzeit apathogenen Arenaviren in der menschlichen Bevölkerung geben als auch dazu beitragen, Mechanismen zu identifizieren, die mit der Krankheitsentwicklung in Verbindung stehen und als neue Ziele für antivirale Maßnahmen dienen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen