Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-910
Authors: Besold, Katrin
Title: Einfluss immunevasiver Strategien des humanen Cytomegalovirus auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der viralen Antigene pp65 und IE1
Online publication date: 16-Jan-2007
Year of first publication: 2007
Language: german
Abstract: Das Humane Cytomegalovirus (HCMV) stellt eine große Bedrohung für Patienten mit geschwächtem oder unausgereiftem Immunsystem dar. Bei immunkompetenten Personen hingegen werden schwere Erkrankungen insbesondere durch die Wirkung antiviraler zytotoxischer CD8+-T-Lymphozyten (CTL) weitgehend verhindert. Aus Zellkultur-Systemen war bekannt, dass virale Glykoproteine, welche in der US2-US11-Region des HCMV-Genoms kodiert werden, inhibitorisch in den MHC-Klasse-I-Präsentationsweg eingreifen und somit die entsprechende Präsentation durch infizierte Zellen behindern. Über die Bedeutung dieser US2-US11-vermittelten Immunevasion für die Präsentation viraler Antigene im Kontext der Virusinfektion war jedoch nichts bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte daher der Einfluss der Immunevasion auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der beiden wichtigsten CTL-Zielstrukturen von HCMV, dem Tegumentprotein pp65 und dem regulatorischen immediate early Protein IE1, untersucht werden. In Ergänzung dazu sollte das immunevasive Potential eines durch HCMV kodierten Homologs des immunmodulatorischen Zytokins Interleukin-10 (cmvIL-10) analysiert werden. Hierzu wurden über Peptidimmunisierung HLA- A2-transgener Mäuse CTL-Klone hergestellt, welche ausgesuchte Peptide aus pp65 und IE1 in Assoziation mit HLA-A2 mit hoher Spezifität und Sensitivität erkannten. Auf diese Weise konnte eine direkte Beeinflussung der MHC-Klasse-I-Präsentation durch cmvIL-10 falsifiziert und somit der Hypothese, dass das von infizierten Zellen freigesetzte Zytokin die MHC-Klasse-I-Präsentation nicht infizierter Nachbarzellen beeinflussen könnte, widersprochen werden. Mit Hilfe einer US2-US11-Deletionsmutante des Virus konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Präsentation von sowohl pp65 als auch IE1 durch die Immunevasion beeinträchtigt wird. Dabei war die Präsentation des IE1-Peptids zu jedem untersuchten Zeitpunkt nach Infektion vollständig unterdrückt. Die Präsentation des pp65-Peptids hingegen war noch bis zu 72 Stunden nach Infektion detektierbar. Diese anhaltende Präsentation wurde dabei durch MHC-Klasse-I-Komplexe hervorgerufen, die trotz der Expression der US2-US11-Region an die Zelloberfläche transportiert wurden. Anhand des pp65 konnte somit erstmals gezeigt werden, dass die Immunevasion von HCMV Bildung und Transport bestimmter MHC-Klasse-I-Peptid-Komplexe zwar beeinträchtigen, jedoch nicht vollständig blockieren kann. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Präsentation von IE1-Peptiden durch das Vorhandensein des pp65-Proteins nicht beeinflusst wurde. Damit konnten aus der Literatur bekannte Daten anderer widerlegt werden. Mit Hilfe einer weiteren Virusmutante konnte schließlich gezeigt werden, das die Expression eines der Immunevasine, des gpUS11, hinreichend ist, die IE1-Präsentation vollständig zu unterdrücken, jedoch keinerlei messbaren Einfluss auf die Präsentation von pp65 ausübt. Die vorliegende Arbeit hat wichtige Erkenntnisse erbracht, die die Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Aufklärung der Bedeutung der einzelnen Immunevasionsgene für die Präsentation viraler Antigene im Rahmen der Virusinfektion darstellen.
The human cytomegalovirus (HCMV) causes severe, often life-threatening diseases in patients with immature or suppressed immune defence functions. However, in immunocompetent individuals severe HCMV disease is predominantly prevented by the action of antiviral cytotoxic CD8+-T-lymphocytes (CTL). From cell culture experiments it was already known that viral glycoproteins (gp) encoded in the US2-US11 region of the HCMV genome interfere with the MHC class I presentation pathway thereby reducing MHC class I surface expression on infected cells. However, nothing was known about the impact of these immune evasion mechanisms on antigen presentation in the context of viral infection. The tegument protein pp65 and the regulatory immediate early protein IE1 represent the most important CTL target antigens of HCMV. Therefore, the impact of the US2-US11 mediated immune evasion on the MHC class I presentation of these two viral antigens was analysed. In addition, the analysis of the immunoevasive function of an HCMV encoded homolog of the immune modulating cytokine interleucin-10 (cmvIL-10) was included. By peptide immunisation of HLA-A2 transgenic mice CTL clones against immunodominant peptides from pp65 and IE1 were generated. These CTL clones were able to detect there specific peptide in the context of HLA-A2 with high specificity and sensitivity. By the use of these CTL clones a direct impact on MHC class I presentation by cmvIL-10 could be excluded, contradicting the hypothesis, released cytokine from infected cells could influence the MHC class I presentation of uninfected bystanding cells. By the help of a US2-US11 deletion mutant of HCMV it could be shown for the first time that the presentation of pp65 as well as the presentation of IE1 is impaired by the immune evasion. The presentation of the IE1 peptide was completely blocked at each of the tested time points after infection. In contrast, presentation of the pp65 peptide was detectable up to 72 hours after infection. These prolonged presentation was caused by MHC class I complexes that have been transported to the cell surface in the face of immune evasion. On the basis of the tegument protein pp65 it could be shown for the first time that formation and transport of specific MHC class I peptide complexes is impaired but not completely blocked by HCMV immune evasion. Further experiments excluded an impairment of the presentation of IE1 peptides by the presence of the tegument protein pp65. Thereby data from the literature could be refuted. Final results showed that the expression of one single immune evasion protein, the gpUS11, was sufficient to completely prevent IE1 presentation but had no detectable impact on pp65 presentation.
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-910
URN: urn:nbn:de:hebis:77-12401
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:JGU-Publikationen

Files in This Item:
  File Description SizeFormat
Thumbnail
1240.pdf7.71 MBAdobe PDFView/Open