Authors:	Hesse, Julia
Title:	Immunevasive Strategien des Humanen Cytomegalovirus : Einfluss des Tegumentproteins pp71 und des Immunevasins gpUS3 auf die MHC-Klasse-I-Antigenpräsentation infizierter Zellen
Online publication date:	15-Oct-2012
Year of first publication:	2012
Language:	german
Abstract:	Bei Menschen mit unreifem oder geschwächtem Immunsystem kann eine Infektion mit dem Humanen Cytomegalovirus (HCMV) zu schweren Erkrankungen führen. Hingegen kontrolliert das Immunsystem bei Gesunden die HCMV-Infektion fast vollständig. Wichtige Effektoren hierbei sind CD8-positive zytotoxische T-Zellen (CTLs). Um dieser Kontrolle entgegenzuwirken, exprimiert HCMV die als Immunevasine bekannten Proteine gpUS2, gpUS3, gpUS6 und gpUS11. Sie greifen an unterschiedlichen Stellen in die MHC-Klasse-I (MHC-I)-vermittelte Antigenpräsentation ein und schützen so infizierte Zellen vor der Erkennung durch CTLs. Zusätzlich waren auch den Tegumentproteinen pp65 und pp71 immunevasive Funktionen zugeschrieben worden, wobei jedoch über diese Funktionen bisher nur wenig bekannt war. Daher sollte im ersten Teil der vorliegenden Arbeit die Beteiligung von pp71 an der MHC-I-Immunevasion von HCMV-infizierten humanen Fibroblasten untersucht werden. Zu diesem Zweck wurden HCMV-Mutanten eingesetzt, die pp71 verstärkt exprimierten. Entgegen der postulierten immunevasiven Rolle von pp71 konnte zu keinem Zeitpunkt der Infektion ein inhibierender Effekt von pp71 auf die Antigenpräsentation infizierter Fibroblasten festgestellt werden. Sehr früh nach Infektion war sogar eine pp71-vermittelte Steigerung der Präsentation des HCMV-Proteins IE1 zu beobachten. Um zu prüfen, ob es auch während einer natürlichen Infektion zu einer Erhöhung der pp71-Expression und den damit verbundenen Effekten kommen kann, wurde untersucht, ob die Expression von pp71 durch Zellstress induzierbar ist. Dies erschien möglich, da der Leserahmen für pp71 von einer bizistronischen mRNA kodiert wird. Über die Erzeugung von Zellstress durch Serumentzug konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Expression des wichtigen viralen Transaktivators pp71 abhängig vom physiologischen Zustand der infizierten Zellen reguliert wird. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit sollte die Rolle des Immunevasins gpUS3 näher beleuchtet werden. Sein Wirkmechanismus war, wie die Mechanismen der drei anderen Immunevasine gpUS2, gpUS6 und gpUS11, bereits ausführlicher untersucht worden. Der individuelle Beitrag von gpUS3 zur MHC-I-Immunevasion in infizierten Zellen sowie ein mögliches Zusammenspiel mit den anderen Immunevasinen waren hingegen noch zu erforschen. Hierzu wurden HCMV-Mutanten eingesetzt, die keines oder nur eines der Immunevasine exprimierten. Mit ihrer Hilfe konnte gezeigt werden, dass gpUS3 sehr früh nach Infektion überraschenderweise die Immunevasion in infizierten Fibroblasten behindert. Zu späteren Infektionszeitpunkten war dagegen ein immunevasiver Effekt von gpUS3 in Form einer Kooperation mit jeweils einem der drei anderen Immunevasine festzustellen. Aus diesen Ergebnissen ergibt sich die neue Hypothese, dass die Hauptaufgabe von gpUS3 im Rahmen der HCMV-Immunevasion in der Regulation der Funktionen der übrigen Immunevasine liegt. Infection with human cytomegalovirus (HCMV) may cause severe diseases in patients with immature or impaired immune system. On the contrary, the immune system of healthy individuals widely controls HCMV infection, with CD8 positive cytotoxic T lymphocytes (CTLs) being the major effectors. To evade this control, HCMV expresses the immunoevasins gpUS2, gpUS3, gpUS6 and gpUS11. These proteins interfere with different steps of the MHC class I (MHC-I) mediated antigen presentation and protect infected cells from recognition by CTLs. Immunoevasive functions were also assigned to tegument proteins pp65 and pp71. However, the relevance of these immunoevasive functions had been only poorly understood. Therefore, the aim of the first part of this thesis was to investigate the role of pp71 in the MHC-I immunoevasion of HCMV-infected fibroblasts. For this purpose, HCMV mutants with enhanced pp71 expression were used. In contrast to published results, an inhibitory effect of pp71 could not be detected at any time point of infection. Immediate early after infection pp71 even mediated an increase in the antigen presentation of HCMV protein IE1. To test, if augmented pp71 expression and resulting effects may also occur during natural infection, a cell stress-mediated induction of pp71 expression was explored. This induction seemed conceivable, as the reading frame of pp71 is encoded by a bicistronic mRNA. Triggering cell stress by medium starvation, it could be demonstrated for the first time, that the expression of the important viral transactivator pp71 was regulated depending on the physiological condition of infected cells. The aim of the second part of this thesis was to further elucidate the role of the immunoevasin gpUS3. Its molecular mechanism, like the mechanisms of the other immunoevasins gpUS2, gpUS6 and gpUS11, had been well characterized before. However, the particular contribution of gpUS3 to the MHC-I immunoevasion of infected cells and its potential interaction with the other immunoevasins was unclear. To investigate this, HCMV mutants were used that expressed none or only one of the immunoevasins. Surprisingly, gpUS3 did not contribute to the immunoevasion immediate early after infection in fibroblasts. However, an immunoevasive effect of gpUS3 in terms of cooperation with each of the other three immunoevasins was detectable at later time points of infection. Based on these findings, it was proposed that the major function of gpUS3 in context of HCMV immunoevasion consists in regulating the functions of the remaining immunoevasins.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4701
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-32427
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	129 S.
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