Regulation der Antigenpräsentation bei Cytomegalovirus
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E7 (ehem. B2) Plachter Thema: Regulation Infektion der Antigenpräsentation bei Cytomegalovirus- Teilprojektleiter: Prof. Dr. Bodo Plachter Institut für Virologie im Fachbereich Medizin der Johannes GutenbergUniversität Mainz Fachrichtung: Virologie und Infektionsimmunologie Arbeitsrichtung: Antigenpräsentation bei Cytomegalovirus-Infektion Zusammenfassung Die immunologische Kontrolle von akuter und rekurrenter Cytomegalovirus-Infektion wird in herausragender Weise durch cytotoxische CD8+ T Lymphozyten (CTL) vermittelt. Dabei findet sich eine deutliche Fokussierung der CTL Antwort auf eine begrenzte Auswahl der über 150 Proteine des Virus. Die Gründe hierfür sind nur unzureichend verstanden. In diesem Kontext ist insbesondere die Bedeutung der sog. Immunevasine, viraler Proteine, die die MHC-Klasse I vermittelte Antigenpräsentation der infizierten Zelle beeinträchtigen unklar. Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich seit geraumer Zeit mit der Frage, wie die Immunerkennung der infizierten Zelle durch Cytomegalovirus-spezifische CTL reguliert ist. Die hieraus abgeleiteten Erkenntnisse sind für die Konzeption einer Vakzine gegen diesen Erreger von entscheidender Bedeutung. Bei natürlicher Infektion werden in großer Anzahl CTL gegen das virale Tegumentprotein pp65 und das regulatorische IE1-Protein gebildet. Daraus ergibt sich die Vorstellung, dass Peptide dieser Antigene während der Infektion in bevorzugter Weise im Kontext von MHC-Klasse I Molekülen präsentiert werden. Durch die Herstellung von CTL-Klonen gegen definierte Nonapeptide des pp65 und des IE1 in HLAA2 transgenen Mäusen gelang es uns zunächst, die Grundlage für die Untersuchung der Antigenpräsentation im Rahmen der HCMV-Infektion zu erarbeiten. Mit Hilfe der pp65 – spezifischen CTL konnten wir bestätigen, dass Zellen bereits sehr früh nach Infektion gegenüber CTL-Angriff sensibilisiert werden und dass dies durch die Einschleusung des Antigens aus infizierenden Partikeln vermittelt wird. Wesentliche Erkenntnis aus diesen Experimenten war es, dass pp65 nach Infektion nicht direkt im Zytoplasma in den proteasomalen Prozessierung- und Präsentationsweg eingeschleust wird; wir konnten zeigen, dass das Tegumentprotein zunächst sehr rasch in den Zellkern transportiert wird und dass die anschließende Prozessierung des Antigens erst nach dessen aktivem Export aus dem Zellkern erfolgt. Dies ist ein wichtiges Ergebnis, weil es einen Weg aufweist, wie immundominante nukleäre Proteine der zytoplasmatischen Prozessierung zugeführt werden können. Parallel zu diesen Untersuchungen wurde die Frage nach der Präsentation von Peptiden des IE1 durch die infizierte Zelle gestellt. Bisher wurde angenommen, dass die in der zeitlichen Abfolge der Infektion sehr frühe Expression des IE1 ein Fenster eröffnet, in dem die Zielzelle noch vor der Expression der Immunevasine von CTL erkannt und lysiert wird. Überraschender Weise fanden wir, dass infizierte Fibroblasten bereits unmittelbar nach Infektion gegen die Erkennung durch IE1spezifische CTL geschützt sind, dass aber die Deletion der Immunevasin-Gene im Virusgenom diesen Schutz vollständig aufhebt. Demgegenüber wurden latent infizierte Zellen, die nur virale „immediate-early“ Proteine exprimieren sehr gut von IE1-CTL erkannt. Unsere Ergebnisse führen zu der Vorstellung, dass die Transduktion viraler Proteine durch Viruspartikel und der nukleozytoplasmatische Transport sehr schnell zur Einschleusung von Antigenen in den MHC-Klasse I Stoffwechselweg führt und dass dadurch Zielzellen trotz nachfolgender Expression von Immunevasinen durch Cytomegalovirus-spezifische CTL erkannt und lysiert werden können. Demgegenüber unterdrücken Immunevasine sehr früh im Replikationszyklus die Präsentation von de-novo synthetisierten viralen Proteinen. Das zeitliche Wechselspiel zwischen der Expression einzelner Immunevasine und der Präsentation viraler Antigene durch die infizierte Zelle soll Gegenstand der Untersuchungen in der beantragten Förderperiode sein. Beantragtes Fördervolumen: 1 x IIa/2 BAT, 1 x Vc BAT; € 15.000 Sachmittel (wie bisher) E7 (ehem. B2) Plachter Univ.-Prof. Dr. Bodo Plachter Persönliche Daten Geburtsdatum, -ort: 16.11. 1957 in Fürth/Bayern Ausbildung und wissenschaftlicher Werdegang 1968-1977 Hardenberg-Gymnasium Fürth 1977 Erlangung der Hochschulreife 1977-1983 Studium der Humanmedizin an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg 1983 Ärztliches Staatsexamen und Approbation als Arzt 1984-1986 Dissertationsarbeit am Institut für Klinische Virologie der FriedrichAlexander Universität Erlangen-Nürnberg (Betreuer: Prof. Dr. Bernhard Fleckenstein) 07.03.1986 Promotion zum „Dr. med.“ an der Medizinischen Fakultät der FriedrichAlexander Universität Erlangen-Nürnberg 14.01.1993 Habilitation im Fach Virologie an der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (Betreuer: Prof. Dr. Bernhard Fleckenstein) 29.03.1993 Venia Legendi für das Fach Virologie an der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg 25.08.1995 Ruf auf die C3-Professur für Virologie im Fachbereich Medizin der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz 01.03.1996 Ernennung zum Universitätsprofessor (C3) im Fachbereich Medizin der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz 08.05.1996 Anerkennung als Arzt für Mikrobiologie und Infektionsepidemiologie durch die Bayerische Landesärztekammer Gutachterliche Tätigkeiten (ohne wissenschaftliche Journale) -Sondergutachten für DFG Projektförderung im Einzelverfahren -Wellcome Trust (GB) Plachter E7 (ehem. B2) Auswahl von Publikationen seit 2000 1. Odeberg, J., B. Plachter, L. Brandin, and C. Söderberg-Nauclér (2003). Human cytomegalovirus protein pp65 mediates accumulation of HLA-DR in lysosomes and destruction of HLA-DR α-chain. Blood 101, 4870-4877. 2. Pepperl-Klindworth, S., N. Frankenberg, S. Riegler, and B. Plachter (2003). Protein delivery by subviral particles of human cytomegalovirus. Gene Therapy 10, 278-284. 3. Frankenberg, N., S. Pepperl-Klindworth, R. G. Meyer, and B. Plachter (2002). Identification of a conserved HLA-A2-restricted decapeptide from the IE1 protein (pUL123) of human cytomegalovirus. Virology 295, 208-216. 4. Pepperl-Klindworth, S., N. Frankenberg, and B. Plachter ( 2002). Development of novel vaccine strategies against human cytomegalovirus infection based on subviral particles. Journal of Clinical Virology 5 Suppl 2, 75-85. 5. Lang, D., R. Vornhagen, M. Rothe, W. Hinderer, H. H. Sonneborn, and B. Plachter (2001). Cross-reactivity of Epstein-Barr virus-specific immunoglobulin M antibodies with cytomegalovirus antigens containing glycine homopolymers. Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology 8, 747-756. 6. Rothe, M., S. Pepperl-Klindworth, D. Lang, R. Vornhagen, W. Hinderer, K. Weise, H. H. Sonneborn, and B. Plachter (2001). An antigen fragment encompassing the AD2 domains of glycoprotein B from two different strains is sufficient for differentiation of primary vs. recurrent human cytomegalovirus infection by ELISA. Journal of Medical Virology 65, 719-729. 7. Pepperl, S., J. Münster, M. Mach, J. R. Harris, and B. Plachter (2000). Dense bodies of human cytomegalovirus induce both humoral and cellular immune responses in the absence of viral gene expression. Journal of Virology 74, 6132-6146. 8. Sinzger, C., M. Kahl, K. Laib, K. Klingel, P. Rieger, B. Plachter, and G. Jahn (2000). Tropism of human cytomegalovirus for endothelial cells is determined by a post-entry step dependent on efficient translocation to the nucleus. Journal of General Virology 81, 3021-3035.
