Immunevasion des murinen Cytomegalovirus: Regulatoren der MHC-Klasse-I vermittelten Antigenpräsentation

Zu den Immunevasionsmechanismen des murinen Cytomegalovirus, die sich im Laufe der Koevolution von Virus und Wirt entwickelt haben, gehört die Interferenz von drei viralen Regulatoren mit der Antigenpräsentation über MHC-Klasse-I-Moleküle, wodurch die Aktivierung von zytotoxischen CD8 T-Zellen beeinflusst wird: Während m152/gp40 peptidbeladene MHC-Klasse-I-Komplexe im cis-Golgi-Kompartiment akkumuliert, führt m06/gp48 diese Komplexe der lysosomalen Degradation zu. Im Gegensatz dazu vermittelt m04/gp34 deren Transport an die Zelloberfläche, wurde in der Literatur bisher aber trotzdem als Inhibitor der CD8 T-Zellaktivierung beschrieben. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss dieser viralen Proteine auf die Peptidpräsentation bzw. die T-Zellaktivierung zu untersuchen. Dazu wurde ein Set von Viren verwendet, das neben mCMV-WT aus mCMV-Deletionsmutanten besteht, die jedes der regulatorischen Proteine einzeln bzw. in allen möglichen Kombinationen exprimieren, einschließlich einer Mutante, die keines der Proteine besitzt. Entgegen der bisher gültigen Annahme konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass m04/gp34 die Antigenpräsentation nicht inhibiert. Wird es allein exprimiert, bleibt die T-Zellaktivierung unbeeinflusst. Wird es zusammen mit m152/gp40 exprimiert, stellt es die T-Zellaktivierung wieder her, indem es den herunter regulierenden Effekt von m152/gp40 antagonisiert. Dieser positiv regulierende Effekt von m04/gp34 wird wiederum durch m06/gp48 aufgehoben. Es konnte ebenfalls gezeigt werden, wie die verschiedenen Effekte dieser Virusproteine in vivo das Überleben im infizierten Wirt steuern. So wird im adoptiven Transfermodell die Infektion mit der Deletionsmutante, die m152/gp40 alleine exprimiert, schlechter kontrolliert als die Infektion mit der m152/gp40 und m04/gp34 exprimierenden Mutante. Dieser die CD8 T-Zellkontrolle verbessernde Effekt von m04/gp34 wird durch m06/gp48 wieder aufgehoben. Dass ein viraler Erreger nicht nur negative Regulatoren der Antigenpräsentation exprimiert, sondern auch einen positiven Regulator, der den Effekt eines negativen Regulators wieder aufhebt, ist in der Literatur beispiellos. Durch differentielle Expression dieser Regulatoren eröffnet sich damit dem Virus die Möglichkeit, die Antigenpräsentation gezielt zu modulieren.

During coevolution the murine cytomegalovirus has developed diverse strategies to subvert the immune response of its host. One of these strategies is the interference of three viral regulators with the MHC class I antigen presentation pathway, having an impact on the CD8 T-cells activation. While m152/gp40 catalyzes the retention of peptide-loaded MHC class I molecules in the cis-Golgi compartment, m06/gp48 directs them to the lysosomes for degradation. By contrast m04/gp34 mediates the transport of MHC class I molecules to the cell surface. Nevertheless it has been described in the literature as a direct inhibitor of CD8 T-cell activation. The aim of this thesis was to analyse the influence of these viral proteins on peptide presentation and T-cell activation. Therefore a set of seven mutant viruses was used expressing the three regulators separately as well as in all possible combinations, including a mutant lacking all three proteins. Contrary to the current assumption of m04/gp34 as a direct inhibitor it has been shown that this protein does not inhibit the antigen presentation. When expressed alone, T-cell activation remains unaffected. In combination with m152/gp40 it restores antigen presentation by antagonizing the inhibitory function of m152/gp40. In the wildtype virus where all three regulators are present the intrinsic positive function however, was antagonized again by the negative regulator m06/gp48. Finally in an adoptive cell transfer model, the opposing forces of the three regulators were found to govern immune surveillance in the infected host. While negative regulators of antigen presentation are widespread, the existence of a positive regulator is without precedent and indicates an intriguing genetic potential of the murine cytomegalovirus to influence antigen presentation.