Verständnis des Einflusses des Genotyps auf die Sortierung von Adenovirus-Kapsiden nach dem Zelleintritt

• Antragsteller: Professor Dr. Kay Grünewald; Professor Dr. Harald Wodrich
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548065690

Adenoviren (Ads) werden häufig in der Gentherapie und der Entwicklung von Impfstoffen eingesetzt, doch ihr intrazellulärer Transport und die mit dem Eintrittsprozess verbundene Immunaktivierung sind nach wie vor nur unzureichend verstanden, insbesondere bei verschiedenen Genotypen. In unserem Antrag integrieren wir In-vitro- und In-cellulo-Analysen von Viruseinzelpartikeln, um die molekularen und strukturellen Mechanismen der endosomalen Penetration von Adenoviren, die Interaktion mit Motor-Komplexen und ihre Folgen für die Reaktion der Wirtszellen im Vergleich verschiedener Adenoviren zu entschlüsseln. Wir verwenden gereinigte Viruspartikel verschiedener Genotypen in einem rekonstituierten System, um Strukturänderungen des Kapsids und die Freisetzung von Protein VI zu untersuchen und umwelt- und wirtsbedingte Auslöser für die endosomale Penetration zu identifizieren. Diese mechanistischen Erkenntnisse werden mit hochauflösender Kryo-Elektronenmikroskopie (cryoEM) kombiniert, um transiente strukturelle Zwischenstufen im Verlauf des Prozesses zu erfassen. Parallel dazu wenden wir fortschrittliche korrelative Kryo-Licht- und -Elektronenmikroskopie (cryoCLEM) und Kryo-Elektronentomographie (cryoET) in infizierten Zellen an, um Virus-Membran-Interaktionen unter nahezu natürlichen Bedingungen zu visualisieren. Dieser In-Cellulo-Ansatz bietet einen entscheidenden Kontext zu den In-vitro-Ergebnissen und ermöglicht es uns, die durch das Virus verursachten Membranzerstörungen, die Interaktion mit Motoren und die Rekrutierung von anderen Wirts-Komponenten in molekularer Auflösung zu untersuchen. Die Integration dieser Methoden verbindet die strukturelle Dynamik mit der biologischen Funktion verschiedener Adenovirus-Genotypen, einschließlich klinisch und technologisch relevanter Typen wie HAd-C5, HAd-B7 und HAd-D26. Schließlich wird unser einzigartiger Ansatz genutzt, um genotypspezifische Variationen in der Post-Entry-Sortierung, der Autophagie-Regulation und der Aktivierung des angeborenen Immunsystems zu identifizieren. Durch die Korrelation dieser Ergebnisse mit der Kapsidstabilität und dem Endosomalen Penetrations-Timing liefern wir einen Kontext für das rationale Design von maßgeschneiderten adenoviralen Vektoren für Gentherapie, Impfung und onkolytische Anwendungen. Damit trägt unser Antrag zu den umfassenderen Bemühungen dieses kollaborativen AdBHealth-Konsortiums bei, das grundlegende Mechanismen, klinische Implikationen und die Entwicklung von Vektoren für verschiedene Adenovirus-Genotypen untersucht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5898: AdBHealth: Mehr Wissen und mehr Technologie - Fortschritte in der Adenovirus Biologie für eine gesunde Zukunft
• Internationaler Bezug: Frankreich