ehem. B6 - Johannes Gutenberg
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E3 (ehem. B6) Holtappels-Geginat Thema: Persistenz des murinen Cytomegalovirus nach Modulation des CD8 T-Zell-Immunoms Teilprojektleiterin: HD Dr. rer. nat. et med. habil. Rafaela Holtappels-Geginat, Institut für Virologie im Fachbereich Medizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Fachrichtung: Virologie und Infektionsimmunologie Arbeitsrichtung: Immunologische Kontrolle der Virusinfektion Zusammenfassung Das Immunom eines Erregers ist durch die antigenen Epitope seines Proteoms definiert. Die Identifizierung eines Erreger-Immunoms ist für Vakzinations- und Zytoimmuntherapie-Ansätze von herausragender Bedeutung. Im Modell der murinen Cytomegalovirus (mCMV)-Infektion der BALB/c Maus (Haplotyp: H-2d) haben wir eine neue Strategie zur Erfassung des CD8 T-Zell-Immunoms entwickelt. CD8-positive T-Zellen sind wesentlich an der effizienten Immunkontrolle der mCMV-Infektion beteiligt. Durch Stimulation von CD8 memory Zellen mit natürlich-prozessierten antigenen Peptiden aus mCMV-infizierten Zellen ist es uns gelungen, das CD8 T-Zell-Immunom von mCMV zu erfassen. Diese Analysen haben gezeigt, dass das CD8 T-Zellrepertoire in der memory Phase der Immunantwort auf zwei dominante Epitope fokussiert ist, auf das IE1-Peptid, sowie auf ein Peptid aus dem ORF m164. Darüber hinaus ist es gelungen, antigene Peptide aus 5 weiteren ORFs (m04, m18, M45, M83 und M84) zu identifizieren, die bezüglich der in vivo Frequenz spezifischer CD8 T-Zellen als subdominant einzustufen sind. Wir konnten jedoch auch zeigen, dass alle Peptide unabhängig von ihrem antigenen Potential eine protektive T-Zellantwort induzieren. Basierend auf diesen neuen Erkenntnissen sollte in der vergangenen Antragsperiode die Frage beantwortet werden, welchen Einfluss eine Auslöschung der beiden immundominanten Epitope auf das CD8 T-Zell-Immunom, sowie auf den Infektionsverlauf hat. In Kooperation mit TP B1 wurden Virusmutanten hergestellt, in denen die dominanten Epitope - einzeln oder in Kombination - durch Austausch der jeweiligen C-terminalen MHC-Ankeraminosäure (XÆA) zerstört wurden. Die Frequenzanalysen der bekannten 7 T-Zellspezifitäten von mCMV in immunkompetenten Tieren haben gezeigt, dass nach Infektion mit den Virusmutanten keine Reaktivität gegen die entsprechenden Epitope mehr nachweisbar war. Außerdem war eine geringe, aber statistisch signifikante Frequenzzunahme der subdominanten m18 T-Zellspezifität zu beobachten. In immunkompetenten Tieren kann die Immunkontrolle prinzipiell auch über andere Effektorzellpopulationen, wie z.B. NK-Zellen erfolgen, die das Fehlen von protektiven TZellspezifitäten kompensieren. In dem von uns sehr gut charakterisierten kliniknahen Modell der interstitiellen Pneumonie nach experimenteller Knochenmarktransplantation (KMT) und konkurrierender mCMV-Infektion wird das Überleben der Tiere jedoch allein durch die rechtzeitige Rekonstitution antiviraler CD8 T-Zellen gewährleistet. In diesem Modellsystem haben wir uns auf die Lunge, das Hauptzielorgan von CMV nach KMT konzentriert. Die Immunomanalysen nach KMT und Infektion mit der IE1- und der m164-Mutante haben gezeigt, dass das Fehlen einer dominanten T-Zellspezifität kompensiert und die Virusinfektion nach wie vor kontrolliert wird. Außerdem wurde deutlich, dass das CD8 T-Zellrepertoire einer großen Dynamik folgt und auch 1 Jahr nach KMT und Infektion hohe mCMV-spezifische T-Zellfrequenzen nachweisbar sind. E3 (ehem. B6) Holtappels-Geginat Der bemerkenswerteste Befund war jedoch, dass nach KMT eine neue, bislang unbekannte TZellspezifität erscheint, die nach Auslöschung des IE1- oder des m164-Epitops immundominant wird. Es stellt sich nun die interessante Frage, ob diese neue CD8 T-Zellspezifität auch nach Infektion mit der Doppelmutante auftritt und ob in dieser Situation möglicherweise noch weitere unbekannte Spezifitäten sichtbar werden. Außerdem soll geklärt werden, ob die Virusinfektion weiterhin kontrolliert wird, oder ob sich eine persistierende Infektion etabliert. Die Beantwortung dieser Fragen, sowie die Identifizierung der neuen Spezifität und ihre Relevanz in unterschiedlichen Infektionssituationen stehen im Mittelpunkt der beantragten Förderperiode. Beantragtes Fördervolumen: 1x BAT IIa/2, 1x BAT Vb. € 25.000.- Sachmittel Teilprojektleiterin: Dr. Rafaela Holtappels-Geginat geb. 01.09.1966 in Pforzheim, Baden-Württemberg Deutsche Staatsbürgerin Ausbildung und beruflicher Werdegang 1976 – 1978 1978 – 1985 Juni 1985 1985 – 1990 1990 – 1991 1992 – 1993 1994 – 1996 Januar 2004 Staatliches Gymnasium am Römerkastell, Alzey Privatschule St. Ursula-Gymnasium, Geisenheim Abitur Studium der Biologie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz Diplom-Arbeit am Institut für Immunologie, Johannes GutenbergUniversität Mainz (Prof. Dr. E. Rüde) unter Anleitung von Dr. Reske Promotion am Institut für Mikrobiologie, Abteilung Virologie, Universität Ulm (Prof. Dr. U.H. Koszinowski) unter Anleitung von Prof. Dr. M.J. Reddehase Promotion am Institut für Virologie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz (Prof. Dr. M.J. Reddehase) unter Anleitung von Prof. Dr. M.J. Reddehase Thema: Peptiderkennung zytolytischer T-Lymphozyten aus Lungeninfiltraten nach Knochenmarktransplantation und konkurrenter Cytomegalovirus Infektion im Mausmodell Habilitation und Venia Legendi für das Fach Virologie und Infektionsimmunologie an der medizinischen Fakultät der Universität Mainz Thema: Analyse des CD8 T-Zell Immunoms des murinen Cytomegalovirus Teilnahme an Forschungsprojekten 1992 – 1993 1994 – 1999 Wissenschaftliche Angestellte des Instituts für Mikrobiologie, Abteilung Virologie der Universität Ulm BMBF 01 KE 8817 im Schwerpunkt Lungenerkrankungen Modellsystem zur Analyse der Cytomegalovirus-Pneumonie Wissenschaftliche Angestellte des Instituts für Virologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz DFG Re 712/3-1; 3-2 Persistierende Cytomegalovirus-Infektion in der Phase immunologischer Rekonstitution seit 1999 Wissenschaftliche Universität Mainz Assistentin (C1) an der Johannes Gutenberg- E3 (ehem. B6) Holtappels-Geginat seit Januar 2003 Teilprojektleiterin im SFB 490, Invasion und Persistenz bei Infektionen Auszeichnungen 2002 Dagmar Eißner-Förderpreis für Nachwuchswissenschaftlerinnen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz 2004 Boehringer-Ingelheim-Preis Holtappels-Geginat E3 (ehem. B6) Ausgewählte Originalarbeiten 2000-2004: (1) Holtappels R, Podlech J, Pahl-Seibert M-F, Jülch M, Thomas D, Simon CO, Wagner O, Reddehase MJ. Cytomegalovirus misleads its host by priming of CD8 T cells specific for an epitope not presented in infected tissues. J Exp Med. 2004. 199:131-136. (2) Holtappels R, Grzimek NKA, Simon CO, Thomas D, Dreis D, Reddehase MJ. Processing and presentation of murine cytomegalovirus pORFm164-derived peptide in fibroblasts in the face of all viral immunosubversive early gene function. J Virol. 2002. 76:6044-6053 (3) Holtappels R, Grzimek NKA, Thomas D, Reddehase MJ. Early gene m18, a novel player in the immune response to murine cytomegalovirus. J Gen Virol. 2002. 83:311-316 (4) Holtappels R, Thomas D, Podlech J, Reddehase MJ. Two antigenic peptides from genes m123 and m164 of murine cytomegalovirus quantitatively dominate CD8 T-cell memory in the H-2d haplotype. J Virol. 2002. 76:151-164 (5) Holtappels R, Podlech J, Grzimek NK, Thomas D, Pahl-Seibert MF, Reddehase MJ. Experimental preemptive immunotherapy of murine cytomegalovirus disease with CD8 T-cell lines specific for ppM83 and pM84, the two homologs of human cytomegalovirus tegument protein ppUL83 (pp65). J Virol. 2001. 75:6584-6600 (6) Holtappels R, Thomas D, Reddehase MJ. Identification of a Kd-restricted antigenic peptide encoded by murine cytomegalovirus early gene M84. J Gen Virol. 2000. 81:3037-3042 (7) Holtappels R, Pahl-Seibert MF, Thomas D, Reddehase MJ. Enrichment of immediate-early 1 (m123/pp89) peptide-specific CD8 T cells in a pulmonary CD62Llo memory-effector cell pool during latent murine cytomegalovirus infection of the lungs. J Virol. 2000. 74:11495-11503 (8) Hengel H, Reusch U, Geginat G, Holtappels R, Ruppert T, Hellebrand E, Koszinowski UH. Macrophages escape inhibition of major histocompatibility complex class I-dependent antigen presentation by cytomegalovirus. J Virol. 2000. 74:7861-7868 (9) Podlech J, Holtappels R, Pahl-Seibert MF, Steffens HP, Reddehase MJ. Murine model of interstitial cytomegalovirus pneumonia in syngeneic bone marrow transplantation: persistence of protective pulmonary CD8-T-cell infiltrates after clearance of acute infection. J Virol. 2000. 74:7496-7507 Holtappels-Geginat E3 (ehem. B6) (10) Holtappels R, Thomas D, Podlech J, Geginat G, Steffens HP, Reddehase MJ. The putative natural killer decoy early gene m04 (gp34) of murine cytomegalovirus encodes an antigenic peptide recognized by protective antiviral CD8 T cells. J Virol. 2000. 74:1871-1884 Übersichtsartikel 2000-2004: (Reddehase MJ, Simon CO, Podlech J, Holtappels R. Stalemating a clever opportunist: lessons from murine cytomegalovirus. Hum Immunol. 2004, p446-455
