Aufklärung der Funktion des zusätzlichen Strukturproteins VP4 des Aviären Polyomavirus und Entwicklung markierter Impfstoffe
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die beiden Polyomaviren der Vögel - das Aviäre Polyomavirus (APV) und das Goose Hemorrhagic Polyomavirus (GHPV) - verursachen akute und chronische Erkrankungen mit hohen Todesraten bei Papageien und Gänsen. Damit unterscheiden sie sich von den Polyomaviren der Säuger, die unter natüriichen Infektionsbedingungen keine Erkrankungen auslösen. Eine Ursache für diesen Unterschied könnte das bei den Polyomaviren der Vögel zusätzlich vorhandene Strukturprotein VP4 sein, welches den programmierten Zelltod (Apoptose) auslöst und damit zu einem massiven Zellveriust oder zur Immunsuppression führen könnte. Im Projekt sollten die Eigenschaften des VP4 näher untersucht und Möglichkeiten zur Herstellung wirksamer Impfstoffe ausgelotet werden. Es wurde festgestellt, dass VP4 sich selbst zu Dimeren zusammenlagert und dass diese Zusammenlagerung die wichfigsten Funktionen von VP4 - Indukfion von Apoptose, Verpackung der viralen DNA in die Viruspartikel und korrekter Zusammenbau von Viruspartikeln - direkt beeinfiusst. Mutanten, bei denen sich VP4 nicht mehr zusammenlagern kann, vermehren sich deshalb langsamer, schädigen die Zelle weniger und kämen demnach als Impfstoffe in Betracht. Ähnliche Mutanten, denen Teile des VP4 fehlen, wurden bereits erfolgreich in Hühnern getestet. Kryoelektronenmikroskopische Untersuchungen konnten das APV-Partikel mit hoher Auflösung darstellen. Virus-ähnliche Partikel (VLPs), die nur aus dem viralen Hauptstrukturprotein bestehen und nicht infektiös sind, wurden mit Hilfe gentechnologisch veränderter Hefen hergestellt und zeigen einen sehr ähnlichen Aufbau wie Viruspartikel. Die Stabilität der Partikel konnte durch Einführung eines Kernlokalisafionssignals deutlich verbessert werden. Die Eignung der VLPs als Impfstoffe wurde durch Immunisierungsversuche mit Kaninchen getestet derzeit laufen noch Untersuchungen an Wellensittichen. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die VLPs gute Impfstoff-Kandidaten sind. Zusätzlich zu den schon bekannten zwei Polyomaviren der Vögel sind durch die Untersuchungen an erkrankten anderen Vogelarten noch zwei weitere nachgewiesen und charakterisiert worden. Kreuzreaktions-Studien zeigen, dass für jedes der Vogel- Polyomaviren ein eigener Impfstoff hergestellt werden muss. Die Ergebnisse der Untersuchungen bieten Einblicke in die molekularen Grundlagen der Pathogenität der Vogel-Polyomaviren und zeigen Wege zur Herstellung wirksamer und unschädlicher Marker-Impfstoffe gegen die von ihnen hervorgerufenen Erkrankungen auf. Aus dem Projekt sind bisher 6 Publikationen in internationalen Fachzeitschriften hervorgegangen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2006): Characterization of two novel polyomaviruses of birds by using multiply primed rolling-circle amplification of their genomes. Journal of Virology 80, 3523-3531
Johne, R., Wittig, W., Fernandez-de-Luco, D., Höfle, U. und Müller, H.
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(2006): Generation of virus-like particles consisting of the major capsid protein VP1 of goose hemorrhagic Polyomavirus and their application in serological tests. Virus Research 120, 128-137
Zielonka. A., Gedvilaite, A., Ulrich, R., Lüschow, D., Sasnauskas, K., Müller, H., und Johne, R.
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(2007): Avian Polyomavirus mutants with deletions in the VP4-encoding region show deficiencies in capsid assembly, virus release and have reduced infectivity in chicken. Journal of General Virology 88, 823-830
Johne, R., Paul, G., Enderlein, D., Stahl, T., Grund, C. und Müller, H.
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(2007): Nachweis von DNA des Finken-Polyomavirus bei Erkrankungen verschiedener Vogelarten der Ordnung Passerifonmes. Berliner und Münchner Tierärztliche Wochenschrift 120, 113- 119
Wittig, W., Hoffman, K., Müller, H. und Johne, R.
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(2007): Polyomaviruses of birds: etiologic agents of inflammatory diseases in a tumorvirus family. Journal of Virology 81, 11554- 11559
Johne, R. und Müller, H.
