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Analyse und Imitation einer persistenten HBV Infektion in dauerhaften Zellkultursystemen

Projektleiter: Dr. med. Yi Ni
Universitätsklinikum Heidelberg, Zentrum für Infektiologie, Molekulare Virologie

Über 350 Millionen Menschen leben mit einer chronischen Hepatitis B (CHB), die durch eine Hepatitis-B-Virus (HBV) Infektion verursacht wird. Patienten mit einer CHB haben ein erhöhtes Risiko an einer Leberzirrhose und an hepatozellulärem Karzinom zu erkranken. Im Gegensatz zu einer ähnlichen, durch das Hepatitis-C Virus verursachte Krankheit, ist derzeit keine kurative Behandlung für CHB möglich.

Myrcludex B (MyrB) ist ein neuartiger HBV/HDV Eintrittsinhibitor basierend auf einem 47-Aminosäuren langen Lipopeptid, das gegenwärtig in mehreren klinischen Studien der Phase II untersucht wird. Unter MyrB-Behandlung zeigten CHB Patienten eine rasche Normalisierung der Serum Alanin-Aminotransferase (ALT)-Werte, die eine Schädigung der Leber durch das Immunsystem widerspiegeln. Die Normalisierung der ALT-Werte durch Verabreichung von MyrB könnte dadurch erklärt werden, dass neu infizierte Hepatozyten vom Immunsystem erkannt und eliminiert werden, während persistent infizierte Zellen unsichtbar für das Immunsystem bleiben.

Unser Labor generierte die HBV suszeptiblen HepG2-hNTCP Zellen. In der Vergangenheit konnten wir mit diesen Zellen ein Ko-Kultivierungssystem entwickeln, das Untersuchungen zur Interaktion zwischen T Lymphozyten und HBV de novo infizierten Zellen erlaubt. Jüngst haben wir einen HepG2-hNTCP A3 Zellklon generiert, welcher eine langfristige HBV Infektion von bis zu drei Monaten möglich macht. Durch die Zugabe von DMSO im Zellkulturmedium proliferieren die Zellen nur langsam und benötigen daher keine Subkultivierung während einer Langzeit Infektion. In Anbetracht der Ähnlichkeit zu den sich nicht-teilenden Hepatozyten in der Leber stellen die Langzeit infizierten A3 Zellen ein artifizielles System einer chronischen Infektion in CHB Patienten dar. In diesem Zusammenhang konnte gezeigt werden, dass die HBV core Proteinexpression in Langzeit infizierten Zellen präferentiell im Nukleus lokalisiert ist. Eine nukleäre Lokalisation des HBV core Proteins ist häufig in Leberbiopsien von CHB Patienten zu beobachten. Die hier beschriebenen Systeme ermöglichen einen Vergleich von kurzfristig und langfristig infizierten Hepatozyten hinsichtlich ihrer Suszeptibilität gegenüber zytotoxischen T Lymphozyten (CTL).

Die Kernfrage unseres Projektes ist es, inwiefern und durch welche Mechanismen CTLs neu-infizierte Zellen von chronisch infizierten Zellen unterscheiden können. Um unsere Hypothese zu untersuchen vergleichen wir neu infizierte und chronisch infizierte Zellen damit wir eine Aussage über (1) ihre Ähnlichkeit zu entweder akut oder chronisch infizierten Hepatozyten aus Patienten mittels Immunohistochemie, (2) ihre Sensibilität gegenüber einer immunvermittelten Abtötung durch CTLs in einem Ko-Kultivierungssystem, (3) ihr Protein- und RNA-Profil mittels Transkriptom und Oberflächen-Proteom Analysen mit dem Fokus auf immunregulierte Proteine und (4) den räumlichen und zeitlichen Verlauf einer Virusreplikation durch Bestimmung der virale Proteinexpression und DNA Intermediat mittels virologischer Analysen treffen können. 

Sollten unsere Hypothesen zutreffen muss die Definition einer „erschöpften“ T Lymphozyte, welche trotz einer CHB immer noch das Potenzial besitzt neu-infizierte Hepatozyten zu eliminieren, überdacht werden. Die Transformation des Status einer chronisch infizierten in eine neu-infizierte Hepatozyte wäre ein wichtiger Schritt, um eine spezifische Immunantwort wiederzubeleben. Unsere Arbeiten liefern neue Erkenntnisse für die Entwicklung neuer Medikamente und Immuntherapien, die darauf abzielen, eine funktionell, kurative Therapiestrategie zu entwickeln.

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