998 resultados para Human Cytomegalovirus
Resumo:
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.
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Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein opportunistischer Krankheitserreger, der insbesondere bei Patienten mit unreifem oder geschwächtem Immunsystem schwere, teilweise lebensbedrohliche Erkrankungen verursacht. Aufgrund der klinischen Relevanz wird die Entwicklung einer Impfung gegen HCMV mit großem Nachdruck verfolgt. Subvirale Partikel des HCMV, sogenannte Dense Bodies (DB), stellen eine vielversprechende Impfstoff-Grundlage dar. Die innere Struktur der Partikel besteht aus viralen Proteinen, die als dominante Antigene der zellulären Immunantwort gegen HCMV identifiziert wurden. Die äußere Hülle der Partikel entspricht der Virushülle, sie enthält die viralen Oberflächenproteine als Zielantigene der neutralisierenden Antikörper (NTAk)-Antwort in ihrer natürlichen Konformation. Die für ein Totantigen außergewöhnlich hohe Immunogenität der Partikel wurde bereits in Vorarbeiten dokumentiert. Ein Ziel dieser Arbeit war es, den molekularen Hintergrund für die herausragenden, immunogenen Eigenschaften von DB aufzuklären. Im ersten Teil der Arbeit wurde daher die Hypothese geprüft, dass DB geeignet sind, die Ausreifung und Aktivierung von dendritischen Zellen (DC) zu vermitteln und damit deren Fähigkeit zur Antigenpräsentation zu stimulieren. Derart aktivierten DC kommt eine wichtige Rolle beim Priming der T-lymphozytären Immunantwort zu. In der Tat konnte gezeigt werden, dass die Behandlung von unreifen dendritischen Zellen (iDC) mit DB zu verstärkter Expression von solchen Molekülen auf der DC-Oberfläche führt, die mit Ausreifung der Zellen verknüpft sind. Der Nachweis der verstärkten Freisetzung proinflammatorischer Zytokine belegte die Aktivierung der Zellen im Sinne einer entzündlichen Reaktion. Die erfolgreiche Stimulation von CD4 und CD8 T-Lymphozyten durch DB-behandelte DC belegte schließlich die funktionelle Relevanz der Ergebnisse. Zusammengefasst konnten in diesem Abschnitt der Arbeit die molekularen Grundlagen der adjuvanten Wirkung von DB aufgeklärt werden. rnIn einem zweiten Abschnitt wurde die NTAk-Antwort nach DB-Immunisierung näher untersucht. Der humoralen Immunantwort kommt eine entscheidende Bedeutung bei der Prävention der HCMV-Übertragung zu. Hier galt es zu prüfen, welchen Einfluss stammspezifische Unterschiede in der Expression viraler Oberflächenproteine auf die Induktion der NTAk-Antwort nach DB-Immunisierung nehmen. Im Fokus stand dabei die variable Expression des pentameren Proteinkomplexes aus den viralen Proteinen gH/gL/pUL128-UL131A. Dieser Komplex wird nur von kliniknahen HCMV-Stämmen (HCMVKlin) exprimiert und ist für deren breiten Zelltropismus verantwortlich. Der pentamere Komplex fehlte in allen bisherigen Analysen der DB-Immunogenität, die auf der Grundlage von Laborstämmen des HCMV (HCMVLab) durchgeführt worden waren. Ein erster Versuchsansatz zeigte, dass die NTAk-Antwort, die durch DB von HCMVLab (DBLab) induziert wird, auch gegen die Infektion mit HCMVKlin einen gewissen Schutz vermittelt. Dies war ein überraschender Befund, da Antikörpern gegen den pentameren Komplex eine entscheidende Rolle bei der Neutralisation von HCMVKlin zugeschrieben wurde. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass Antikörper gegen andere Zielstrukturen zur Neutralisation von HCMVKlin beitragen. Hieraus resultierte unmittelbar die Frage, inwieweit eine Aufnahme des pentameren Komplexes in einen DB-basierten Impfstoff überhaupt notwendig war. Um dies zu beantworten war es notwendig, DB herzustellen, die den pentameren Komplex enthielten. Hierzu wurde ein HCMVLab durch Mutagenese des 235 kpb Genoms so modifiziert, dass von dem resultierenden Stamm der pentamere Komplex exprimiert wurde. In gereinigten DB dieses Stammes konnten die Komponenten des pentameren Komplexes nachgewiesen werden. Die Seren von Tieren, die mit DB dieses neuen Stammes immunisiert wurden, zeigten in der Tat eine deutlich gesteigerte Kapazität zur Neutralisation von HCMVKlin auf verschiedenen Zielzellen. Diese Ergebnisse unterstreichen schlussendlich, dass die Expression des pentameren Komplexes einen Vorteil bei der Induktion der antiviralen NTAk-Antwort erbringt. Zusammengefasst liefern die Erkenntnisse aus dieser Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der immunogenen Wirkung von DB. Auf dieser Grundlage war es nunmehr möglich, ein Projekt zur Austestung der DB-Vakzine in einer ersten klinischen Studie zu initiieren.
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Die Kontrolle der Infektion mit dem humanen Cytomegalovirus (HCMV) wird primär durch antivirale CD8 T-Zellen vermittelt. Während der Koevolution zwischen Virus und Wirt wurden Immunevasionsmechanismen entwickelt, die direkt die Expression der Peptid-MHC-Klasse-I-Komplexe an der Zelloberfläche beeinflussen und es dem Virus ermöglichen, der Immunkontrolle des Wirtes zu entkommen. Da HCMV und das murine CMV (mCMV) zum Teil analoge Strategien zur Modulation des MHC-Klasse-I-Antigen-Präsentationswegs entwickelt haben, wurde in der vorliegenden Arbeit auf das experimentelle Modell mit mCMV zurückgegriffen. Die für die Immunevasion verantwortlichen Genprodukte m04/gp34, m06/gp48 und m152/gp40 werden aufgrund ihres regulatorischen Einflusses auf die Antigenpräsentation als vRAPs (viral regulators of antigen presentation) bezeichnet. Diese interferieren mit dem Transport Peptid-beladener MHC-Klasse-I-Moleküle und reduzieren in ihrer konzertierten Wirkung die Präsentation viraler Peptide an der Zelloberfläche.rnDie Transplantation hämatopoietischer Zellen nach Immunoablation stellt eine etablierte Therapieform bei malignen hämatologischen Erkrankungen dar. Zwischen Immunoablation und der Rekonstitution des Immunsystems sind die Empfänger der transferierten Zellen stark immunsupprimiert und anfällig für eine CMV-Erkrankung bei Reaktivierung des Virus. Neben der Gabe antiviraler Medikamente ist der adoptive Transfer antiviraler CD8 T-Zellen eine vielversprechende Therapiemöglichkeit, um reaktivierende CMV zu kontrollieren, bis das körpereigene Immunsystem wieder funktionsfähig ist. Obwohl im murinen Modell sehr wohl etabliert, stellen im humanen System die eingeschränkte Wirkung und die Notwendigkeit der konsequenten Gabe hoher Zellzahlen gewisse logistische Schwierigkeiten dar, welche die Methode bisher von der klinischen Routine ausschließen.rnDas murine Modell sagte eine Rolle von IFN-γ voraus, da Depletion dieses Zytokins zu einer verminderten Schutzwirkung gegen die mCMV-Infektion führt.rnIm ersten Teil dieser Arbeit sollte ein möglicher inhibitorischer Effekt von m04 auf m152 untersucht werden, der bei der Rekombinanten Δm06W beobachtet wurde. Mit neu generierten Viren (Δm06L1+2) konnte dieser Effekt allerdings nicht bestätigt werden. Bei Δm06W fehlte jedoch eine höher N-glykosylierte Isoform des m152-Proteins. Um zu untersuchen, ob die N-Glykosylierung von m152 für seine Funktion notwendig ist, wurde ein rekombinantes Virus generiert, das in Folge einer Deletion aller 3 N-Glykosylierungssequenzen nur eine nicht-glykosylierte Isoform des m152-Proteins bilden kann. In Übereinstimmung mit der zwischenzeitlich publizierten Kristallstruktur das Komplexes von m152 und dem Liganden RAE-1 des aktivierenden NK-Zellrezeptors NKG2D konnte erstmals gezeigt werden, dass die Funktionen von m152 in der adaptiven und in der angeborenen Immunität auch von der nicht N-glykosylierten Isoform wahrgenommen werden können.rnIm zweiten Teil der Arbeit sollte mit Hilfe eines Sets an vRAP Deletionsmutanten der Einfluss von IFN γ auf die einzeln oder in Kombination exprimierten vRAPs untersucht werden. Es zeigte sich, dass Vorbehandlung der Zellen mit IFN-γ die Antigenprozessierung nach Infektion stark erhöht und die vRAPs dann nicht mehr in der Lage sind, die Präsentation aller Peptid-beladener MHC-Klasse-I-Komplexe zu verhindern. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass vorher nicht-schützende CD8 T-Zellen Schutz vermitteln können, wenn das Gewebe der Rezipienten konstitutiv mit IFN-γ versorgt wird. Die zusätzliche Gabe von IFN-γ stellt daher eine vielversprechende Möglichkeit dar, den adoptiven Transfer als Therapie in der klinischen Routine einzusetzen.
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Human cytomegalovirus (CMV), a herpesvirus that causes congenital disease and opportunistic infections in immunocompromised individuals, encodes functions that facilitate efficient viral propagation by altering host cell behavior. Here we show that CMV blocks apoptosis mediated by death receptors and encodes a mitochondria-localized inhibitor of apoptosis, denoted vMIA, capable of suppressing apoptosis induced by diverse stimuli. vMIA, a product of the viral UL37 gene, inhibits Fas-mediated apoptosis at a point downstream of caspase-8 activation and Bid cleavage but upstream of cytochrome c release, while residing in mitochondria and associating with adenine nucleotide translocator. These functional properties resemble those ascribed to Bcl-2; however, the absence of sequence similarity to Bcl-2 or any other known cell death suppressors suggests that vMIA defines a previously undescribed class of anti-apoptotic proteins.
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The human cytomegalovirus UL97 kinase, an important target of antiviral therapy, has an impact on at least two distinct phases of viral replication. Compared with wild-type virus, the UL97 deletion mutant exhibits an early replication defect that reduces DNA accumulation by 4- to 6-fold, as well as a late capsid maturation defect responsible for most of the observed 100- to 1000-fold reduction in replication. Block-release experiments with the antiviral 2-bromo-5,6-dichloro-1-(β-d-ribofuranosyl)-benzimidazole revealed an important role for UL97 kinase in capsid assembly. Although cleavage of concatemeric DNA intermediates to unit-length genomes remained unaffected, progeny mutant virus maturation was delayed, with accumulation of progeny at significantly reduced levels compared with wild type after release of this block. Transmission electron microscopy confirmed the aberrant accumulation of empty A-like capsids containing neither viral DNA nor an internal scaffold structure, consistent with a failure to stably package DNA in mutant virus-infected cells. The function of UL97 in DNA synthesis as well as capsid assembly suggests that protein phosphorylation mediated by this herpesvirus-conserved kinase increases the efficiency of these two distinct phases of virus replication.
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Antigens of pathogenic microbes that mimic autoantigens are thought to be responsible for the activation of autoreactive T cells. Viral infections have been associated with the development of the neuroendocrine autoimmune diseases type 1 diabetes and stiff-man syndrome, but the mechanism is unknown. These diseases share glutamic acid decarboxylase (GAD65) as a major autoantigen. We screened synthetic peptide libraries dedicated to bind to HLA-DR3, which predisposes to both diseases, using clonal CD4+ T cells reactive to GAD65 isolated from a prediabetic stiff-man syndrome patient. Here we show that these GAD65-specific T cells crossreact with a peptide of the human cytomegalovirus (hCMV) major DNA-binding protein. This peptide was identified after database searching with a recognition pattern that had been deduced from the library studies. Furthermore, we showed that hCMV-derived epitope can be naturally processed by dendritic cells and recognized by GAD65 reactive T cells. Thus, hCMV may be involved in the loss of T cell tolerance to autoantigen GAD65 by a mechanism of molecular mimicry leading to autoimmunity.
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We have identified a human cytomegalovirus cell-death suppressor, denoted vICA, encoded by the viral UL36 gene. vICA inhibits Fas-mediated apoptosis by binding to the pro-domain of caspase-8 and preventing its activation. vICA does not share significant sequence homology with FLIPs or other known suppressors of apoptosis, suggesting that this protein represents a new class of cell-death suppressors. Notably, resistance to Fas-mediated apoptosis is delayed in fibroblasts infected with viruses that encode mutant vICA, suggesting that vICA suppresses death-receptor-induced cell death in the context of viral infection. Although vICA is dispensable for viral replication in vitro, the common targeting of caspase-8 activation by diverse herpesviruses argues for an important role for this antiapoptotic mechanism in the pathogenesis of viral infection in the host, most likely in avoiding immune clearance by cytotoxic lymphocytes and natural killer cells.
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Human peripheral blood lymphocytes (PBLs) were transduced with a number of recombinant retroviruses including RRz2, an LNL6-based virus with a ribozyme targeted to the human immunodeficiency virus (HIV) tat gene transcript inserted within the 3' region of the neomycin-resistance gene; RASH5, and LNHL-based virus containing an antisense sequence to the 5' leader region of HIV-1 downstream of the human cytomegalovirus promoter; and R20TAR, an LXSN-based virus with 20 tandem copies of the HIV-1 trans-activation response element sequence driven by the Moloney murine leukemia virus long terminal repeat. After G418 selection, transduced PBLs were challenged with the HIV-1 laboratory strain IIIB and a primary clinical isolate of HIV-1, 82H. Results showed that PBLs from different donors could be transduced and that this conferred resistance to HIV-1 infection. For each of the constructs, a reduction of approximately 70% in p24 antigen level relative to the corresponding control-vector-transduced PBLs was observed. Molecular analyses showed constitutive expression of all the transduced genes from the retroviral long terminal repeat, but no detectable transcript was seen from the internal human cytomegalovirus transcript was seen from the internal human cytomegalovirus promoter for the antisense construct. Transduction of, and consequent transgene expression in, PBLs did not impact on the surface expression of either CD4+/CD8+ (measured by flow cytometry) or on cell doubling time (examined by [3H]thymidine uptake). These results indicate the potential utility of these anti-HIV-1 gene therapeutic agents and show the preclinical value of this PBL assay system.
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The human cytomegalovirus developed distinct evasion mechanisms from the cellular antiviral response involving vMIA, a virally-encoded protein that is not only able to prevent cellular apoptosis but also to inhibit signalling downstream from mitochondrial MAVS. vMIA has been shown to localize at mitochondria and to trigger their fragmentation, a phenomenon proven to be essential for the signalling inhibition. Here, we demonstrate that vMIA is also localized at peroxisomes, induces their fragmentation and inhibits the peroxisomal-dependent antiviral signalling pathway. Importantly, we demonstrate that peroxisomal fragmentation is not essential for vMIA to specifically inhibit signalling downstream the peroxisomal MAVS. We also show that vMIA interacts with the cytoplasmic chaperone Pex19, suggesting that the virus has developed a strategy to highjack the peroxisomal membrane proteins' transport machinery. Furthermore, we show that vMIA is able to specifically interact with the peroxisomal MAVS. Our results demonstrate that peroxisomes constitute a platform for evasion of the cellular antiviral response and that the human cytomegalovirus has developed a mechanism by which it is able to specifically evade the peroxisomal MAVS-dependent antiviral signalling.
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The outcome of a virus infection is strongly influenced by interactions between host immune defences and virus 'anti-defence' mechanisms. For many viruses, their continued survival depends on, the speed of their attach: their capacity to replicate and transmit to uninfected hosts prior to their elimination by an effective immune response. In contrast, the success of persistent viruses lies in their capacity for immunological subterfuge: the evasion of host defence mechanisms by either mutation (covered elsewhere in this issue, by Gould and Bangham, pp. 321-328) or interference with the action of host cellular proteins that are important components of the immune response. This review will focus on the strategies employed by persistent viruses against two formidable host defences against virus infection: the CD8+ cytotoxic T lymphocyte (CTL) and natural killer (NK) cell responses.
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Objectives: Viruses and turnout cells may regulate the expression of HLA molecules on the cell surface to escape immune system surveillance. Absence of classical HLA class I molecules may impair the action of specific cytotoxic cells, whereas non-classical HLA class I molecules may regulate innate and adaptive immune cells. We assess here the possible associations between classical/non-classical class I HLA and p16(INK4a) molecule expression in cervical biopsies of women infected with HPV, stratified according to grade of the lesion and HPV type. Study design: Cervical biopsies (N = 74) presenting cervical intraepithelial neoplasia grade 1 (CIN1) (n = 31), CIN2-3 (n = 19), and invasive cancer (n = 14) were evaluated alongside 10 normal cervical specimens. Results: HLA-A/B/C/G staining was observed in the early stages of HPV infection. A significant association was detected between HLA-A/B/C staining and HPV16/18 infection (OR = 0.12, 95%CI: 0.0163-0.7899; p = 0.04). HLA-E expression increased with the progression of the lesion (chi(2)-test for trend = 4.01; p = 0.05), and a significant association was found between HLA-E staining and HPV16/18 infection (OR = 11.25, 95%CI: 2.324-54.465; p = 0.003). Irrespective of the grade of the lesion, HLA-A/B/C staining and p16(INK4a) presented a good concordance (Kappa: 0.67). Conclusions: HLA-E overexpression seemed to be associated with invasive cancer and HPV16/18 infection. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.
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Background: Herpesviruses may be related to the etiology of aggressive periodontitis (AgP) and chronic periodontitis (CP) by triggering periodontal destruction or by increasing the risk for bacterial infection. This case-control study evaluated the presence of herpes simplex virus type 1 (HSV-1), Epstein-Barr virus type 1 (EBV-1), human cytomegalovirus (HCMV), Aggregatibacter actinomycetemcomitans (previously Actinobacillus actinomycetemcomitans), Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, and Tannerella forsythia (previously T. forsythensis) in patients with generalized AgP (AgP group), CP (CP group), or gingivitis (G group) and in healthy individuals (C group). Methods: Subgingival plaque samples were collected with paper points from 30 patients in each group. The nested polymerase chain reaction (PCR) method was used to detect HSV-1, EBV-1, and HCMV. Bacteria were identified by 16S rRNA-based PCR. Results: HSV-1, HCMV, and EBV-1 were detected in 86.7%, 46.7%, and 33.3% of the AgP group, respectively; in 40.0%, 50.0%, and 46.7% of the CP group, respectively; in 53.3%, 40.0%, and 20.0% of the G group, respectively; and in 20.0%, 56.7%, and 0.0% of the C group, respectively. A. actinomycetemcomitans was detected significantly more often in the AgP group compared to the other groups (P<0.005). P. gingivalis and T. forsythia were identified more frequently in AgP and CP groups, and AgP, CP, and G groups had higher frequencies of P. intermedia compared to the C group. Conclusion: In Brazilian patients, HSV-1 and EBV-1, rather than HCMV, were more frequently associated with CP and AgP. J Periodontol 2008;79:2313-2321.
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Aims: The objective of this study was to compare the frequency of herpes simplex virus type 1 (HSV-1), Epstein-Barr virus (EBV) and human cytomegalovirus (HCMV) in subgingival plaque, saliva and peripheral blood of HIV-positive and-negative patients with periodontal disease. Materials and Methods: Fifty HIV-positive subjects (23 with gingivitis, 27 with periodontitis) and 50 healthy HIV-negative patients with chronic periodontitis were included in the study. Parameters of probing depth (PD), clinical attachment level (CAL), gingival index and plaque index were recorded. The samples were processed for viral identification by the nested polymerase chain reaction technique. Results: HCMV was the most prevalent virus in HIV-positive (82%) and-negative patients (84%), and the detection in the three samples was similar (p > 0.05). HSV-1 was the least prevalent virus in both groups, being detected in similar frequencies in oral sites and in peripheral blood. EBV-1 was found more frequently in saliva and subgingival plaque of HIV-positive patients than in HIV-negative patients (p <= 0.05). Conclusions: EBV-1 was more frequently recovered in oral sites of HIV-positive patients than in HIV-negative patients.