Publikationsdatenbank

Entwicklung neuer antiviraler Strategien gegen die Chikungunya-Virus-Infektion:
Identifizierung antiviraler Substanzen und neuer Zielstrukturen (2020)

Art

Hochschulschrift

Autor

Berberich, Eva (WE 5)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag Berlin, 2020 — 166 Seiten

ISBN: 978-3-96729-097-4

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/30150

Kontakt

Institut für Virologie

Robert-von-Ostertag-Str. 7-13
14163 Berlin
+49 30 838 51833
virologie@vetmed.fu-berlin.de

Abstract / Zusammenfassung

Das Chikungunya Virus (CHIKV) ist ein positiv einzelsträngiges RNA-Virus der Gattung Alphavirus und wird über die antropophilen Moskitoarten Aedes aegypti und Aedes albopictus auf den Menschen übertragen. CHIKV breitet sich rasant global aus und führt zu großen Epidemien in Südamerika. Nicht zuletzt trägt die Globalisierung, die Nutzung des an die gemäßigten Klimazonen angepassten Vektors Aedes albopictus, sowie der steigende Reiseverkehr dazu bei. Eine CHIKV-Infektion löst das Chikungunya-Fieber in Menschen aus und geht mit grippeähnlichen Symptomen einher, die nach etwa zwei Wochen wieder abklingen. Allerdings beklagen auch 30% der Betroffenen chronisch-rezidivierende Polyarthritiden. Die Erkrankung kann nur symptomatisch behandelt werden, da weder spezifische antivirale Medikamente, noch ein zugelassener Impfstoff vorhanden sind. Die Rezeptorbindung ist ein guter Ansatzpunkt um Medikamente zu entwickeln, da somit das Eindringen des Virus in die Wirtszelle verhindert wird. Das CHIKV gelangt über Rezeptor-vermittelte Endozytose in das Zytoplasma der Wirtszelle, woran sich die Replikation und Herstellung neuer infektiöser Virionen anschließt. Für den Zelleintritt sind die Hüllproteine E1 und E2 verantwortlich, wobei das Glykoprotein E1 die Membranfusion vermittelt und E2 für die Rezeptorbindung zuständig ist. Das E2-Protein ist in die drei Domänen, A, B und C unterteilt, die untereinander über einen β-ribbon-connector verbunden sind. Es war nicht hinreichend bekannt, welche Bereiche des E2-Proteins, sowie welche zellulären Strukturen in die Virus-Zellbindung involviert sind. Auf viraler Seite wurden die E2 Domänen A und B als Zellbindungsdomänen bereits beschrieben. Glykosaminoglykane, die sich auf der Zellmembran nahezu aller eukaryotischen Zellen befinden, wurden für Alphaviren und auch speziell für CHIKV als zelluläre Bindungsstrukturen bereits identifiziert. In dieser Arbeit wurde die Zellbindung des E2-Proteins untersucht, indem die einzelnen Domänen und der β-ribbon-connector einzeln oder in Kombination miteinander als Fc-Fusionsproteine hergestellt und deren GAG-abhängige bzw. GAG-unabhängige Bindung an Zellen untersucht wurde. Der β-ribbon-connector wurde als Haupt-Zellbindungsdomäne ermittelt. Vor allem in Kombination mit Domäne B zeigte er deutliche Bindung an GAG-exprimierende Zellen, die auch etwas schwächer in Kombination mit Domäne A ersichtlich waren. Es konnte auch eine Erhöhung der GAG-unabhängigen Bindung beobachtet werden. Durch die Mutation im β-ribbon-connectors an der Stelle 166, die eine positive Ladungsverschiebung zur Folge hatte, steigerte sich die Bindungsaktivität der Kombination Domäne A und mutierten β-ribbon-connector deutlich auf GAG-exprimierenden Zellen, sowie schwach auf Zellen, die keine GAG auf der Zelloberfläche besitzen. Weiterhin konnte herausgefunden werden, dass die N-Glykosylierung an Position 263 (β-ribbon-connector) hemmend auf die Zellbindung wirkt. Durch eine Mutation, die eine Glykosylierung an dieser Stelle verhindert, konnte eine deutliche Steigerung der Bindungsaktivität auf GAG-exprimierenden aber auch an –nicht exprimierenden Zellen beobachtet werden. Der β-ribbon-connector konnte als Bindungsdomäne, die den GAG-abhängigen Zelleintritt steuert, identifiziert werden und dient somit als guter Kandidat für die Entwicklung antiviraler Medikamente.