Identifizierung von Strategien zur Modulation der Repressionsaktivität des Papillomavirus E8^E2-Proteins

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Stubenrauch
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 578948872

Persistente Infektionen mit Hochrisiko-HPV wie HPV16 und HPV31 sind zentrale Ursachen anogenitaler und oropharyngealer Karzinome. HPV infizieren basale Keratinozyten, wo nur frühe Gene exprimiert und Genome begrenzt repliziert werden. In suprabasal differenzierenden Zellen kommt es dagegen zur Genomamplifikation, Expression später Gene, starker E4-Produktion und Virionbildung. Diese Zellen verlassen nach verlängerter G2-Phase den Zellzyklus und proliferieren nicht weiter. Neben dem Replikationsfaktor E2 kodieren Papillomaviren das konservierte Fusionsprotein E8^E2, das durch Bindung an NCoR/SMRT-Corepressor-Komplexe (NCoR/SMRT, TBL1/TBLR1, GPS2, HDAC3) als potenter Repressor von Transkription und Replikation wirkt. Verlust von E8^E2 oder Störung seiner Interaktion mit NCoR/SMRT führt in undifferenzierten Keratinozyten zu gesteigerter Genomreplikation und Genexpression. Bemerkenswert ist, dass diese Repression im Gegensatz zu zellulären NCoR/SMRT-Zielgenen HDAC3-unabhängig ist, was auf einen bislang unbekannten, HPV-spezifischen Mechanismus hinweist. Funktionelle Analysen zeigen, dass E8^E2-Knockout- oder NCoR-Bindungs-defiziente HPV31-Genome in basalen Keratinozyten Genomamplifikation und E4-Expression auslösen, was die episomale Erhaltung und Immortalisierung in vitro sowie Tumorbildung in vivo verhindert. Entsprechend führt auch der Knock-down von NCoR/SMRT-Komponenten in HPV31-positiven Zelllinien zur vermehrten Genomamplifikation und E4-Expression. Dies legt nahe, dass eine gezielte Blockade von E8^E2 HPV in einen produktiven Replikationszyklus zwingt, Persistenz verhindert und somit Onkogenese unterbindet. Die E8^E2–NCoR/SMRT-Achse stellt damit ein potentielles antivirales Ziel dar. Zur Aufklärung der zugrunde liegenden Mechanismen sollen Biotin-Proximity-Labeling-Studien in lebenden Zellen eingesetzt werden, die direkte und indirekte Interaktoren sowie virale DNA-assoziierte Proteine an E2/E8^E2-Bindestellen erfassen. AlphaFold3-Analysen und Co-Immunpräzipitationen weisen TBL1/TBLR1 als wahrscheinliche direkte Bindungspartner aus. Immunfluoreszenzstudien zeigen, dass E2 in Replikationszentren akkumuliert, deren Foci-Phänotypen abhängig vom E8^E2-Status variieren. Organotypische HPV-Wildtyp-Kulturen weisen überwiegend E8- bzw. E8-NCoR-Phänotypen auf, was eine Abnahme der E8^E2-Aktivität während der Differenzierung nahelegt. Das Projekt verfolgt das Ziel, (i) Proteine der HDAC3-unabhängigen Repression durch NCoR/SMRT zu identifizieren, (ii) die Interaktion zwischen E8^E2 und TBL1/TBLR1 zu charakterisieren sowie (iii) Mechanismen aufzuklären, die E8^E2 in differenzierten Keratinozyten beeinträchtigen. Langfristig soll geprüft werden, ob eine gezielte Modulation der E8^E2-Funktion als innovative Anti-HPV-Strategie nutzbar ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen