Entwicklung effizienter Hepatitis-B-Virus-Systeme für die Zellkulturanalyse von infizierten Hepatozyten und den Abbau von cccDNA

• Antragstellerin: Dr. Nina Weiler
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564169643

Trotz der Verfügbarkeit von Impfstoffen und antiviralen Behandlungen stellt das Hepatitis-B-Virus (HBV) nach wie vor eine globale Gesundheitsbelastung dar. Weltweit sind etwa 250 Millionen Menschen chronisch infiziert, und jedes Jahr werden 1,2 Mio. Neuinfektionen gemeldet, die zu mehr als 800.000 HBV-bedingten Todesfällen pro Jahr führen. Eine chronische HBV-Infektion ist durch die Persistenz kovalent geschlossener zirkulärer HBV-DNA (cccDNA) im Kern infizierter Hepatozyten gekennzeichnet und kann zu Leberzirrhose und hepatozellulärem Karzinom (HCC) führen. Etwa 5 % der chronisch HBV-infizierten sind auch mit dem Hepatitis-D-Virus (HDV) infiziert, das sich nur in Gegenwart von HBV replizieren kann. Koinfektionen sind kritisch, da sie zur schwersten Form der chronischen Virushepatitis führen, und somit schneller zum leberbedingten Tod und zur Entwicklung von HCC. Die Mechanismen dahinter sind jedoch unklar. Derzeitige Behandlungen können zwar die Virusreplikation unterdrücken, das Virus aber nicht eliminieren, da die cccDNA in den infizierten Zellen persistiert. Dieses Projekt befasst sich mit zwei großen Herausforderungen der HBV-Forschung: der Etablierung effizienter Zellkultursysteme zur Untersuchung der HBV-Biologie und -Pathogenese und der Entwicklung neuer Ansätze zur Beseitigung persistenter HBV-Infektionen durch gezielte Bekämpfung von cccDNA. Für die Etablierung neuer Zellkultursysteme wollen wir eine Hepatoblastom-Zelllinie (HepG2) verwenden und den Natrium-Taurocholat-Cotransport-Polypeptid (NTCP)-Rezeptor, der Teil der HBV-Zelleintrittsmaschinerie ist, mit Hilfe eines CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas9-Systems überexprimieren. Zusätzliche zelluläre Faktoren sollen erforscht werden, um die Empfänglichkeit für HBV-Infektionen zu erhöhen. Das neue System wird zur Untersuchung der zellulären Transkriptomveränderungen während der Infektion mit verschiedenen HBV-Genotypen und um Unterschiede zwischen Monoinfektion und Koinfektion festzustellen eingesetzt. Zur Eliminierung persistenter cccDNA wollen wir einen neuen Ansatz entwickeln, bei dem hochreine dCas9-FokI-Nukleasen in Kombination mit HBV-spezifischen Leit-RNAs eingesetzt werden, die die Nuklease ohne Off-Target-Effekte auf die cccDNA richten. Der Ansatz wird in Leberorganoiden und chimären Mäusen validiert. Mit diesem Projekt wollen wir die Zellkultursysteme für die Untersuchung der HBV-Biologie verbessern, um z. B. die HBV-Pathogenese und die Reaktion der Wirtszellen auf die Virusinfektion besser zu verstehen und Einblicke in die Mechanismen der HBV/HDV-Ko-infektion zu gewinnen. Darüber hinaus soll ein grundlegender therapeutischer Ansatz für die Beseitigung einer chronischen HBV-Infektion entwickelt werden. Das Projekt kombiniert innovative molekularbiologische Techniken mit praktischen therapeutischen Anwendungen und kann dazu beitragen, das Ziel der WHO zu erreichen, HBV bis 2030 als Bedrohung der öffentlichen Gesundheit zu eliminieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Gastgeber: Professor Jens Bukh