Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA

Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem
RNA-Genom in Negativstrang-Orientierung (-)RNA Viren
Familien
Bekannter Vertreter
Orthomyxoviridae
Influenzavirus
Bunyaviridae
Hantaanvirus
Arenaviridae
Lassavirus
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Zoonosen
(-)RNA Viren
Krankheiten und Infektionen, die natürlicherweise
zwischen Wirbeltiere und Menschen übertragen werden
können. Erreger können von Insekten übertragen
werden.
Definition der” World Health Organization”
Molekulare Virologie
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Minus-Strang RNA Viren
(-)RNA Viren
Gemeinsamkeiten
•Einzelstrang RNA Genom mit negativer Polarität;
•RNA muss erst umgeschrieben werden (transkribiert)
werden, bevor sie zur Synthese von Proteinen verwendet
werden kann.
•Genome kodieren für eine RNA-abhängige RNA
Polymerase, die für die Synthese von mRNAs und für die
Replikation des viralen Genoms verantwortlich ist.
Molekulare Virologie
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Expression und Replikation von viralen
segmentierten (-) Strang RNA Genome
(-)RNA Viren
Expression
Protein
Translation
mRNA (+)
5’
C
3’
Transkription
RNA-Genom (-)
3’
5’
Replikation
RNA (+)
RNA-Genom (-)
Molekulare Virologie
5’
3’
3’
5’
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Expression und Replikation von viralen
ambisense Genomsegementen
(-)RNA Viren
Protein
Translation
mRNA (+)
RNA-Genom (-)
RNA (+)
5’
C
3’
3’
5’
5’
3’
Replikation
RNA-Genom (-)
Molekulare Virologie
3’
Transkription
3’
C 5’
Translation
mRNA (+)
5’
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„Stehlen“ 5‘Cap-Strukturen von zellulären
(-)RNA Viren
mRNAs (Cap-Snatching)
Die CAP-Struktur spielt eine
essentielle Rolle
1.
Splicing der mRNA;
2.
Export der mRNA aus dem
Zellkern;
3.
Translation der mRNA;
4.
Schutz der mRNA vor Abbau
5’Ende der mRNA
Molekulare Virologie
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„Capping“ bei Orthomyxo-, Bunya- und
(-)RNA Viren
Arenviren
Entfernen die ersten 10-15 Nukleotiden der 5‘ Ende von
zellulären mRNAs und bauen diesen Abschnitt in ihre
eigenen mRNAs ein („Cap-Snatching“);
Vorteil:
Bevorzugte Nutzung der zellulären mRNA-Prozessierungs-,
Transport bzw. Translationsmaschinerien gegenüber
zelulären mRNAs.
Molekulare Virologie
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Orthomyxoviridae
(-)RNA Viren
Ortho:
“ Echt, richtig” (im Gegensatz zu Paramyxoviren)
Myxo:
“Schleim”
Molekulare Virologie
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Humanpathogene Beispiele aus der
Familie der Orthomyxoviridae
Familie
Orthomyxoviridae
Genus
Influenzavirus A
Wirt
Mensch, Vogel,
Säugetiere (u.a.
Schwein, Pferd)
Influenzavirus B
Influenzavirus C
Mensch, Robben
Thogotovirus
Übertragung
durch Zecken auf
Säugetiere;
Lachs1;
Isavirus
1
Molekulare Virologie
(-)RNA Viren
Mensch,
Schwein
Verursacht infektiöse Anämie der Lachse
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Orthomyxoviridae:
Aufbau der Viruspartikel
(-)RNA Viren
130-200*
100
*
500
20-60*
3000*
Fields Virology 4th
edition, 2002, Chapter
41, Lippincott, Williams
and Wilkins, 2002 Fig.
46-1
Molekulare Virologie
Je 30-60*
1000*
Ungefähre *Anzahl Moleküle pro Virion (Influenza A)
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Orthomyxoviridae
(elektronen mikroskopische Aufnahme)
(-)RNA Viren
www.influenzacentre.org/ images.htm
Unterschiedliche Grössen und Formen von Influenzaviren
(pleomorph).
Sphären:
50-120 nm Durchmesser
Filamente: 20 nm Durchmesser; 200-300 (bis zu
3000!) nm lang
Molekulare Virologie
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Genomsegmente des Influenza A Virus
Segment
Länge (kB)
Proteine
Ges. mRNA Name Berechn. Funktion
1
2
3
4
2,341
2,341
2,233
1,778
2,320
2,320
2,211
1,757
PB2
PB1
PA
HA
MW (kD)
85,7
86,5
84,2
61,5
5
1,565
1,540
NP
56,1
6
1,413
1,392
NA
50,1
7
1,027
1,005
0,315
0,868
M1
M2
NS1
27,7
11,0
0,395
NS2
14,2
8
0,890
Polymerase
Anheftung an und
Fusion mit
Wirtszelle; HauptAntigene
Determinante
Bindet an RNA:
Umschaltung zw.
mRNA/Genom
Synthese
Neuraminidase;
Antigene
Determinante
Matrix
H+ Kanal
Regulationsfaktor;
hemmt zellul.
mRNA Prozess.
u. IFN Antwort
Kernexport von
RNPs
Membranproteine der Orthomyxoviridae:
(-)RNA Viren
Generelle Merkmale
Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002
Fig. 46-6
Molekulare Virologie
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Hämagglutinin-Trimer
(-)RNA Viren
HämagglutininTrimer
16 verschiedene
Antigen-Typen
Anheftung des Virus
an die Zellmembran
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
http://www.bme.jhu.edu/~kjyarema/monosaccharides/natural%20si
alic%20acids/natural%20sialic_acids.htm
Sialylsäuren dienen als Rezeptoren für die
Anheftung von Orthomyxoviren
(-)RNA Viren
Molekulare Virologie
Haüfigste Form der
Sialylsäure beim
Menschen
© 2007 by Ruth Brack-Werner
(-)RNA Viren
http://www.bme.jhu.edu/~kjyarema/monosaccharides/natural%20si
alic%20acids/natural%20sialic_acids.htm
Sialylsäuren sind weitverbreitet auf
Zelloberflächen
Molekulare Virologie
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Proteine der Orthomyxoviren:
Hämagglutinin (HA)
(-)RNA Viren
(1) Kontakvermittlung zwischen Wirtszelle und Virus:
Binden an Sialyl-Säuren auf Zelloberflächenmoleküle;
(2) Freisetzung der Nukleokapside im Zellinneren:
Vermittelt nach pH-abhängiger Konformationsänderung die Fusion
der Virus-Membran mit der Endosomen-Membran.
(3) Haupt-Antigen des Virus:
Erkennung durch neutralisierende Antikörper verhindert
Rezeptorbindung des Virus.
(4) Verschiedene Subtypen:
16 HA Subtypen des Influenza A virus; unterschiedliche
Antigenität, Aminosäuresequenzen, Rezeptorerkennung und
Spaltbarkeit durch Proteasen.
Molekulare Virologie
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Proteine der Orthomyxoviren:
Protease-Spezifitäten von (HA)
(-)RNA Viren
(z.B. Furin)
Horimoto T and Kawaoka Y. 2005. Nature Reviews Microbiology 3, 591-600.
Molekulare Virologie
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Proteine der Orthomyxoviren:
Neuraminidase (NA)
(-)RNA Viren
(1) Abspaltung von Sialyl-Säure Resten;
•
Verhindert in infizierten Zellen die Anheftung des Virus an der
Zellmembran und fördert damit die Freisetzung des Virus;
•
Verhindert Verkleben der Viruspartikel?
(2) Virus-Antigen;
(3) Verschiedene Subtypen.
9 NA Subtypen des Influenza A virus;
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Proteine der Orthomyxoviridae:
M2
Amantadin
(-)RNA Viren
(1) Tetramer
(2) Ionenkanal (H+)
(3) Reguliert pH Wert in der
unmittelbaren Virusumgebung:
•
Ansäuerung des Virusinneren im
Endosom => Freisetzung der
Nukleokapside
•
Verhindert pH-bedingte
Konformationsänderungen von
HA
Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002
Fig. 46-13
Molekulare Virologie
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Proteine der Orthomyxoviren:
Matrixprotein (M1)
(-)RNA Viren
(1) Stablisiert die Lipidhülle;
(2) Wechselwirkungen:
•
untereinander;
•
mit den nach innen gerichteten Teilen der Lipidproteine (HA,
NA,M2);
•
mit den Nukleokapsiden.
(3) Fördern die Verpackung der Nukleokapside in die
entstehenden Viruspartikel.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Proteine der Orthomyxoviren:
Nukleokapsid (NP)
(-)RNA Viren
(1) RNA Bindung (reich an Argininen);
(2) Beteiligung am Import der Nukleokapside in den Kern
(NLS).
(3) Reguliert RNA Synthese: Wichtig für die Umstellung von
mRNA Synthese auf die Genomreplikation.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Proteine der Orthomyxoviren:
Polymeraseproteine (PB1,PB2,PA)
(-)RNA Viren
(1) RNA-abhängige RNA polymerase: Hetero-trimerer
Proteinkomplex;
(2) Assoziiert mit den Enden der Genomsegmente;
(3) Jedes Protein hat Kernlokalisationssignale;
(4) Funktionen der einzelnen Proteine:
•
PB2: Herstellung des Primers für die mRNA Synthese (“cap
snatching”);
•
PB1: Polymeraseaktivität, Elongation;
•
PA: Wichtig für die Synthese der Virusgenome; spielt
möglicherweise eine Rolle für die Primer-unabhängige Initiation
der cRNA (+) bzw. vRNA (-) Synthese.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Proteine der Orthomyxoviren:
Nichtstrukturproteine (NS1; NS2/NEP) (-)RNA Viren
(1) NS1:
•
Bisher nur in infizierten Zellen nachgewiesen;
•
Hemmt Kernexport und Splicing von zellulären mRNAs;
•
Verhindert die Expression von Interferongenen und die
Aktivierung von NF-kappaB.
(2) NS2:
•
Export der Nukleokapside aus dem Zellkern in das Zytoplasma;
•
In geringer Kopienzahl im Viruspartikel nachweisbar;
(3) Weitere Nichtstrukturproteine:
•
PB1-F2 (Influenza A); akkumuliert in Mitochondrien; induziert
Apoptose.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Proteine der Orthomyxoviridae:
NS2 = Nuclear Export Protein
(-)RNA Viren
Nukleokapsid
Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002
Fig. 46-21
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Influenza mRNA Synthese durch den
viralen Polymerasekomplex
(PB1,PB2,PA)
(-)RNA Viren
1
5
2
6
3
4
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello
VR,Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Fig. 6.11.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Influenzavirus mRNA Synthese:
Splicing
(-)RNA Viren
RF 0
RF 0
RF +1
RF +1
Segment 7
Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46,
Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-9
Molekulare Virologie
Segment 8
Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46,
Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-14
© 2007 by Ruth Brack-Werner
1. Anheftung
2. Membranfusion;
Freisetzung der
Nukleokapside
3. Import der
Nukleokapside
in den Zellkern
4.-6. Virale
mRNA synthese,
splicing, export
der mRNA i.d.
Zytoplasma
7. Synthese von
HA, NA, M2 am
ER
8.-9. Synthese
der anderen
Protein im
Zytolasma
10. Import von
PA,PB1,PB2 und
NP in d. Kern;
11.-12. Synthese
d. +RNA Matritze
und -RNA
Genome
10b. Import von
von M1 und NS
in den Kern;
Zusammenbau d.
Nukleokapside
14. Export in d.
Zytoplasma
15.-16. Einbau von HA,
NA und M2 in die
Zellmembran;
17.-18.
Assoziation der
Nukleokapside
mit Hüllproteine
über M1.
19. Abknospung
des Virus.
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello
VR,Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix Fig. 9
Influenzavirus A Reservoirs
(-)RNA Viren
The reservoir of influenza A viruses. The working hypothesis is that wild aquatic birds are the primordial reservoir of all influenza viruses
for avian and mammalian species. Transmission of influenza has been demonstrated between pigs and humans (solid lines). There is
extensive evidence for transmission between wild ducks and other species, and the five different host groups are based on phylogenetic
analysis of the nucleoproteins of a large number of different influenza viruses. (From Fields Virology, 4th ed, Knipe & Howley, eds,
Lippincott Williams & Wilkins, 2001, Fig. 47-3.)
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Endemie, Epidemie, Pandemie: Definitionen
(-)RNA Viren
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Genetische Variabilität des Influenzavirus
(-)RNA Viren
(1) Antigenic Shift:
Neusortierung von Segmenten in Wirten die mit zwei
verschiedenen Influenzavirustypen infiziert sind.
(2) Antigenic Drift:
Langsamere Veränderung des Virus durch Mutationen in
vorhandenen Genen;
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Influenza / Rekombination
(-)RNA Viren
Bei gleichzeitiger
Infektion einer Zelle
mit zwei verschiedenen
Influenza-Viren können
Genom-Segmente
ausgetauscht werden.
Es entstehen neue
rekombinante Viren mit
veränderten antigenen
Eigenschaft, gegen die
in der menschlichen
Population keinerlei
Immunität besteht.
Hämagglutinin
Molekulare Virologie
Neuraminidase
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Influenzavirus A
Ausbrüche:
HA, NA, PB1
HA, PB1
Direkte Übergang
eines Vogelvirus auf
den Menschen
Horimoto T and Kawaoka Y. 2005.
Nature Reviews Microbiology 3, 591-600.
Erwerb von
Gensegmenten
aus Vogelviren
Vogelgrippe Erkrankungen und Todesfälle
(-)RNA Viren
Stand 16.10.06: 256 gemeldete Fälle (weltweit), davon 151 Tote
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Influenza / Symptomatik
(-)RNA Viren
1. Plötzlicher Beginn nach kurzer
Inkubationszeit (1-3 Tage)
2. Hohes Fieber (bei Kindern >39°C)
mit Kältegefühl
3. Schweres Krankheitsgefühl
(Kopf-, Muskel-, Gliederschmerzen)
4. Symptome des gesamten Respirationstrakts
(Schnupfen, Husten, Sputumproduktion)
5. Langdauernde Rekonvaleszenz
(über Wochen Leistungsschwäche)
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Influenza / Diagnosik
(-)RNA Viren
Klinische Diagnose:
Hohe Treffsicherheit in Epidemiezeiten
Labordiagnose:
1. Nachweis viraler Antigene
(Immunfluoreszenz oder Enzymtest
im Nasensekret, schnell)
1. Nachweis viraler RNA mittels PCR
(im Rachenspülwasser, 1-2 Tage, teuer)
1. Züchtung aus Rachenspülwasser
(zur Charakterisierung des Virus)
4. Antikörper-Titeranstieg gegen Influenza
A oder B Nukleoprotein
(2. Serum nach 10-14 Tagen, für Akutdiagnostik zu langsam)
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Prophylaxe und Therapie der Influenza A
Infektion mit Amantadin
(-)RNA Viren
(1) Wirkungsweise: Blockert M2 Ionenkanal
(2) Resistenz durch ein bis wenige Mutationen; (H5N1 Isolate
aus Thailand u. Vietnam resistent gegen amantidin)
(3) Pharmakologie:
•
•
•
•
Gute orale Resorption;
Maximaler Serumspiegel: 2-4 Std.
Maximaler Gewebespiegel: 48 Std
Halbwertszeit: 20 Std.
(4) Effektivität:
•
•
Prophylaxe: Verhindert in 70-80% d. Fälle Erkrankungen
Therapie: Fiebersenkung: 50%. Verkürzung der Krankheit um 13 Tage.
(5) Nebenwirkungen (7-33%)
•
•
ZNS: verminderte Alkoholtoleranz; Halluzinationen, Angst,
Schlaflosigkeit;
Durchfall
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Prophylaxe und Therapie der Influenza A
Infektion mit Neuraminidase Inhibitoren
(-)RNA Viren
(1) Medikamente:
•
•
Zanamivir-Spray (Relenza TM); nur lokal anwendendbar.
Oseltamivir-Tabletten (= Tamiflu TM)
(2) Resistenz durch ein bis wenige Mutationen.
(3) Effektivität:
•
•
•
Nur zur Prophylaxe: Gabe vor Auftreten der Krankheit bzw.
innerhalb von 48 Stunden nach Krankheitsbeginn.
Verhindert in 70-80% d. Fälle Erkrankungen
Erste Fälle von resisten Viren traten in zwei an Vogelgrippe
erkrankten vietnamesischen Mädchen auf.
(4) Nebenwirkungen
•
•
Übelkeit: 12%;
Erbrechen: 2.5%.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Influenza / Impfempfehlung
(-)RNA Viren
Alle Personen > 60 Jahre
Personen mit Herz-, Lungenerkrankungen
Immunsupprimierte
Medizinisches Personal
Menschen mit ausgedehntem Publikumsverkehr
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Problem bei der Impfstoffherstellung gegen
Influenza: Resistenz gegen welchen Stamm?
(-)RNA Viren
http://www.vaccineinfo.net/immunization/vaccine/influenza/index.shtml
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Herstellung
eines
Impfstoffes
gegen Influenza
“Reverse
Genetics”
Impfstoffe gegen Grippe
(1) Zwei Typen:
•
•
Inaktiviertes Virus (Spritze)
Attenuiertes Virus (Nasen-Spray)
(2) Jeder Impfstoff enthält zwei Influzenza A Virus Typen (je nach den
zur Zeit vorherrschenden Typen und ein Influenza Virus B Typ.
http://www.cdc.gov/flu/protect/keyfacts.htm
Zusammenfassung der Merkmale von
Orthomyxoviren
(-)RNA Viren
1. Viruspartikel mit Lipidhülle; HA vermittelt Anheftung und Fusion
mit der Zellmembran der Wirtszelle ;
2. Einzelstrang RNA Genom mit negativer Orientierung; 8 (7)
Genomsegmente
3. mRNA Synthese und Replikation des Genoms im Zellkern
4. mRNA Synthese : “cap-snatching”; Splicing.
5. Genetische Variabilität durch Austausch von Gensegmenten
(antigenic shift) und Mutation einzelner Gene (antigenic drift).
6. Vögel bilden ein Reservoir für Influenza A. Direkte Übertragung
des Vogelvirus auf den Menschen möglich.
7. Therapie und Prophylaxe:
•
Antivirale Wirkstoffe: Amantadin, Tamiflu;
•
Impfstoff.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Bunyaviren
(-)RNA Viren
Gattung
Tier-Vektor
Orthobunyavirus
Mücken;
Phlebovirus
Mücken,
Sandfliegen
Nairovirus
Hantavirus
Nagetiere
Tospovirus1
Thysanoptera
Molekulare Virologie
Human-Pathogene
Vertreter (Beispiele)
California-Encephalitis
Virus;
La-Crosse-Virus;
Tahynavirus
Rift Valley Fever Virus
Sandfly Fever Virus
CCHF-Virus
HantaanvirusSin Nombre
Virus
Seoul Virus Puumala
Virus
Keine: Pflanzenviren
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Bunyaviridae:
Aufbau der Viruspartikel
(-)RNA Viren
Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;
Abb. 16.6, S. 344
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Bunyaviridae:
Proteine
(-)RNA Viren
Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;
Tab. 16.7, S. 347
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Bunyaviridae: Replikationszykus
(-)RNA Viren
Schnell replizierende Viren (6h)
(1) Zelleintritt
•
Hantavirus-Rezeptor: Integrine mit ß3-Kette;
•
Aufnahme über Rezeptor-vermittelte Endozytose
•
Freisetzung der Nukleokapside durch pH-abhängige
Membranfusion
(2) Replikation:
•
Ausschliesslich im Zytoplasma;
•
mRNA Synthese in Nukleokapsiden;
•
•
mRNAs haben “Cap” aber kein polyA-Schwanz
Umschalten von Transkription auf Replikation durch
Bindung von N-Protein an die RNA (verhindert Capping)
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Bunyaviridae:
(-)RNA Viren
Transkription, Translation und Genomreplikation
Hantaanvirus
Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;
Abb. 16.7, S. 344
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Bunyaviridae:
(-)RNA Viren
Transkription, Translation und Genomreplikation
Phlebovirusvirus
Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;
Abb. 16.7, S. 344
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Zelluläres sekretorisches System
(-)RNA Viren
http://www.microscopy.fsu.edu/cells/celldigestion/celldigestion.
html
Molekulare Virologie
fig.cox.miami.edu/~cmallery/ 150/cells/sf5x8b.jpg
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Bunyaviridae:
Replikationszyklus/Zusammenbau
(-)RNA Viren
Zusammenbau und Ausknospung an Bestandteilen des
zellulären sekretorischen Systems;
•
G-Polyprotein wird im rauhen ER synthetisiert
•
Co-translationelle Spaltung von G in G1 und G2 und
Glykosylierung;
•
Transport von G1 und G2 zum Golgi-Komplex (erfordert G1
+ G2) und Retention;
•
Ausknospung der Viren in Vesikel; Lipidhülle des Virus
stammt von intrazellulären Membranen des Golgi-Apparats
ab
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Humanpathogene Bunyaviren
(-)RNA Viren
Genus
Virus
Krankheit
Tierreserv
Übertragung
Orthobunyavirus
California
Encephalitis
Virus
Encephalitits
Nagetiere,
Kaninchen
Mückenstiche
Phlebovirus
Rift Valley
Fever Virus
Fieber, Kopfschmerzen,
Myalgien,
Photophobie
Kühe
Mückenstiche
oder Aerosole
von infizierten
Tieren
Hantavirus
Hantaanvirus
Hemorrhag.
Fieber m.
nephropathischem
Syndrom
(HFRS)
Koreanische
Feldmaus
durch Urin und
Kot von infizierten
Tieren (Einatmen
von Aerosolen)
Hantavirus
Sin Nombre
Virus
Hantavirus
pulmonary
syndrome
Deer mouse
durch Urin und
Kot von infizierten
Tieren
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Humanpathogene Bunyaviren:
Hantaaviren
(-)RNA Viren
http://www.cdc.gov/Ncidod/diseases/hanta/hps/noframes/phys/printtechsection.htm
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Hantavirus Pulmonary Syndrome
(-)RNA Viren
Clinical Presentation
Häufig
Kann vorkommen
Selten
Fieber
Schwindel
Schnupfen
Muskelschmerzen
Gelenkschmerzen
Halsweh
Übelkeit/Erbrechen
Husten
Kurzatmigkeit (im
späteren Lauf der
Krankheit)
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Hemorrhagisches Fieber mit
nephropathischem Syndrom
(-)RNA Viren
•
Inkubationszeit durchschnittlich 1-2 Wochen;
•
Plötzliches hohes Fieber, Frösteln, Muskelschmerzen; Können
mit Kopf- und Rückenschmerzen verbunden sein.
•
Hemorrhagische Symptome: punktförmige Blutungen in d.
Augenbindehaut und in Schleimhautbereichen (30% d. Fälle)
•
Blutdruckabfall (Schockzustände in 15% d. Fälle; können tödlich
verlaufen);
•
Bei Normalisierung des Blutdrucks verminderte Nierenfunktion;
•
Überwindung der Krankheit wird durch verstärkte Urinbildung (36 l/Tag) eingeläutet
•
Normalisierung der Elektrolytwerte kann bis zu 3 Monate
andauern.
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Arenaviridae
(-)RNA Viren
Genus
Gruppe
Arenavirus
AltweltViren
NeuweltViren
HumanPathogene
Vertreter
(Beispiele)
Lymphozytäre
Choriomeningitis
Virus (LCMV)
Lassavirus
TierReservoirs
Geographische
Verbreitung
Ratten,
Mäuse
Europa, Amerika
(Nord- und Süd),
Asien
Ratten,
Mäuse
Juninvirus
Ratten,
Mäuse
Ratten,
Mäuse
Ratten,
Mäuse
Ratten,
Mäuse,
Fledermaus
West-Afrika:
Nigeria, Liberia,
Guinea, Sierra
Leone
Argentinien
Guanaritovirus
Machupoviren
Sabiavirus
Molekulare Virologie
Venezuela
Bolivien
Brasilien
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Arenaviridae:
Aufbau der Viruspartikel
(-)RNA Viren
“Arena”: Partikel sehen “sandig” aus, aufgrund von inkorportierten Ribosomen
Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;
Abb. 16.8, S. 344
Molekulare Virologie
http://pathmicro.med.sc.edu/mhunt/arenavirus%20tacaribe.jpg
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Arenaviridae Proteine
Protein
Grösse
kD
Funktion
Lokalisation im
Virion
Modifizierung
Interaktionspartner
NP
60-68
Haupt
NukleokapsidProtein
Nukleokapsid
Kann
phosphorylier
t werden
Virale genomische
RNA
GPC
Vorläufer von
GP1 und GP2
GP1
40-46
Zellkontakt
Membran
assoziiert;
Spitze des
Stachels
N-Glykosyliert
GP2
GP2
35
Fusion mit
Zellmembran
Membran;
TransMembran
Domäne; Nterm. Domäne
nach aussen
N-Glykosyliert
GP1, NP,andere
GP2 Moleküle
(Bildung von
Homo-Tetramere
L
180-250
RNA-abhäng.
RNAPolym.
Nukleokapsid
Nicht bekannt
RNA; Weitere
Partner unbek.
Z
11
?
?
?
Bindet Zn 2+ RINGFinger Motiv
Arenaviridae verursachte Krankheiten bei Menschen:
(-)RNA Viren
Genus
Gruppe
Arena- AltweltViren
virus
NeuweltViren
Molekulare Virologie
HumanPathogene
Vertreter
(Beispiele)
Lymphozytäre
Choriomeningitis
Virus (LCMV)
Lassavirus
Juninvirus
Guanaritovirus
Machupoviren
Sabiavirus
Krankheit
Leichte
Grippeähnliche
Erkrankung
Hemorrhagisches
Fieber
© 2007 by Ruth Brack-Werner
http://bepast.org/docs/photos/lassa%20fever/Lassa%20fever%20map%20west%20Africa.gif
(-)RNA Viren
Verbreitung
Tierreservoir)
Rattenart
Inkubationszeit:
Krankheit:
Symptome:
Mortalität
Molekulare Virologie
bis zu 3 Wochen;
hämorrhagisches Fieber
hohes Fieber, Halsschmerzen, Rachenentzündung, Schleimhautblutungen,
Hepatitis, Encephilitis
15-20%
http://www15.bnihamburg.de/bni/bni2/neu2/inc/forschunggruppen/forschunggruppen_pics/viro/LassaMastomys.jpg
Lassa Fieber
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Unterschiede:
Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in
(-)RNA Viren
negativstrang-Orientierung
Arenaviridae
Bunyaviridae
Influenzaviridae
Gattungen
1
5
5
Genomsegmente
Ambisense Segm.
2
ja
3
nur Phleboviren
8
nein
Arboviren*
nein
ja
nein
Replikationsort
i.d. Zelle
Zytoplasma
Zytoplasma
Zellkern
Ausknospung
Zellmembran
Golgi-Membran
Zellmembran
*Arboviren: Arthropod borne viruses
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner
Gemeinsamkeiten:
Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in
(-)RNA Viren
negativstrang-Orientierung
Behüllt;
Segmentierte Genome;
RNA-abhängige RNA Polymerase;
Cap-Snatching
Tier-Reservoirs
Molekulare Virologie
© 2007 by Ruth Brack-Werner