Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Das Hepatitis-E-Virus – Neue Erkenntnisse zur gezielten Behandlung und Diagnose
Video zu Hepatis E
Das Hepatitis-E-Virus (HEV) ist die häufigste Ursache für eine akute, virusbedingte Leberentzündung (Virushepatitis).
Jährlich gibt es circa 15 bis 110 Millionen aktive Erkrankungen weltweit, die zu etwa 70.000 Todesfällen führen.
In Europa gibt es keine zugelassenen Impfstoffe gegen HEV.
- Derzeitige Therapeutika sind nicht spezifisch, weisen starke Nebenwirkungen auf und können zu Resistenzen führen.
Ein Forschungsteam des Paul-Ehrlich-Instituts hat bestimmte Vesikelstrukturen und Proteine identifiziert, die Ziele für eine Behandlung sein könnten und zu einem neuen Verständnis der Weitergabe des viralen Erbgutes auch im Hinblick auf Diagnostik beitragen.
- Häufige Symptome einer Leberentzündung durch Hepatitis-E-Viren (HEV) sind
- u. a. Fieber, Bauchschmerzen, blasser Stuhl, Übelkeit und Gelbsucht.
- Zu den Risikogruppen dieser Infektion gehören Personen mit geschwächtem Immunsystem (Immunsupprimierte) sowie schwangere Frauen.
Immunsupprimierte leiden häufig an chronischen Infektionen, was häufig im globalen Norden der Fall ist.
Medizin am Abend Berlin ZusatzLink: Labor von Hepatitis E
Schwangere durchlaufen nicht selten
einen schweren Krankheitsverlauf (fulminante Hepatitis), was mit
Sterblichkeitsraten von bis zu 30 Prozent verbunden ist und primär im
globalen Süden auftritt. Die geografischen Unterschiede lassen sich
dadurch erklären, dass in den nördlichen Regionen vorwiegend
zoonotische, durch Lebensmittel übertragene HEV-Stämme (Genotyp 3 und 4)
zirkulieren, während in den südlichen Regionen vor allem durch Wasser
übertragene Genotypen 1 und 2 vorkommen.
Bisher gibt es in Europa keine zugelassenen Impfstoffe gegen HEV. Zwar
gibt es Arzneimittel, die bei Infektionen eingesetzt werden, aber die
Behandlungsmöglichkeiten sind nach wie vor begrenzt und mit starken
Nebenwirkungen oder einer Resistenzentwicklung verbunden. Dies ist auch
auf ein mangelndes Verständnis großer Teile des viralen Lebenszyklus
zurückzuführen.
Virales Polyprotein pORF1 – zentral für die Vermehrung des viralen Erbguts und dennoch fast unbekannt
Die Vervielfältigung der genetischen Informationen von HEV
(Genomreplikation) wird über das virale Polyprotein pORF1 vermittelt.
Das Protein besteht aus verschiedenen Bereichen oder Domänen. Eine
Proteindomäne ist eine stabil gefaltete Struktur innerhalb eines
Proteins, die funktional und strukturell unabhängig von benachbarten
Proteinabschnitten ist. pORF1 ist das zentrale Protein für die
Replikation (Replikase), das heißt für die Vervielfältigung der
genetischen Information des Virus. Wenig ist jedoch ansonsten über pORF1
bekannt, auch nicht seine genaue Lokalisation innerhalb infizierter
Zellen.
Forscherinnen und Forscher um Dr. Mirco Glitscher in der Arbeitsgruppe
von Prof. Eberhard Hildt, Leiter der Abteilung Virologie des
Paul-Ehrlich-Instituts, haben sich mit dieser wichtigen Unbekannten des
HEV beschäftigt. Hierzu wurde die subzelluläre Lokalisierung von pORF1
und dessen einzelner Domänen, die auf der Grundlage einer
Strukturvorhersage der viralen Replikase generiert und kloniert worden
waren, mithilfe der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie analysiert.
Die aus den Zellen freigesetzten Exosomen wurden darüber hinaus durch
Ultrazentrifugation isoliert und durch isopyknische (Trennung nach
gleicher Dichte) Dichtegradientenzentrifugation analysiert. Anschließend
wurden die abgetrennten Partikel durch Fluorimetrie,
Western-Blot-Analysen oder RT-qPCR genauer untersucht.
Das Vesikelsystem als Dreh- und Angelpunkt der Virusvermehrung
Das Forschungsteam stellte fest, dass sich pORF1 im Vesikelsystem der
Zelle – dem endosomalen System – anreichert und hier vor allem in den
sogenannten multivesikulären Körpern (multivesicular bodies, MVBs).
Diese Strukturen sind zentral für die Bildung von Exosomen und wurden
bisher nur als Wirtstruktur zur Freisetzung von Viruspartikeln des HEV
angesehen. Dass auch die virale Replikase hier zu finden ist, wurde als
abhängig von einer pORF1-Domäne, der PCP (papainähnliche
Cystein-Protease) identifiziert. Das Forschungsteam hat jetzt
herausgefunden, dass auch die virale Replikase über Exosomen freigesetzt
wird. Dieser Prozess wird durch die virale Protease, die Teil der
Replikase ist, vermittelt. Auch führt dies dazu, dass Virusgenome sogar
in Abwesenheit von Viruspartikeln über diesen Weg freigesetzt werden.
Gemeinsame Freisetzung für schnelle Vermehrung
Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass pORF1 in einer PCP-abhängigen
Weise in MVBs gelangt, woraufhin die exosomale Freisetzung folgt.
Möglicherweise sind also die Freisetzung des Virus und die Replikation,
die Vervielfältigung der genetischen Informationen, räumlich gekoppelt.
Dies könnte die Ausbreitung der viralen Infektion erleichtern, da
Genome, die während einer Neuinfektion in die Zelle gelangen, schnell
auf exosomal übertragenes pORF1 treffen und vervielfältigt werden
können. Außerdem weisen die erhobenen Daten darauf hin, dass das Kapsid
nicht zwangsläufig zur Freisetzung von Erbgut benötigt wird.
Die Exosomen und damit in Verbindung stehende Proteinstrukturen könnten
geeignete Angriffspunkte für Therapeutika gegen HEV sein, weil so
gegebenenfalls der Zellaustritt und die Vermehrung unterbunden werden
könnten. Für die Diagnostik hat die kapsidunabhängige Freisetzung der
HEV-Genome durchaus Auswirkungen, da bisher eine Korrelation von
Viruspartikelmenge und Virusgenomen angenommen wird. Dass genomische RNA
jedoch auch ohne Kapsid in Exosomen vorliegen kann, muss auf Relevanz
diagnostischer Verfahren überprüft werden.
Dr. Susanne Stöcker
Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
Paul-Ehrlich-Str. 51 - 59
63225 Langen
Deutschland
Hessen
Telefon: 06103 / 77-1030
Fax: 06103 / 77-1262
E-Mail-Adresse: presse@pei.de
Originalpublikation:
Glitscher M, Spannaus IM, Behr
F, Murra RO, Woytinek K, Bender D, Hildt E (2024): The protease domain
in HEV pORF1 mediates the replicase's localization to multivesicular
bodies and its exosomal release.
Cell Mol Gastroenterol Hepatol Jan 6 [Epub ahead of print].
DOI: 10.1016/j.jcmgh.2024.01.001
Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38190941/ - Volltext (Open Access) des Artikels
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