Regulation und funktionelle Bedeutung der zellulären und humoralen Immunantwort in der Pathogenese der chronischen Hepatitis C Virusinfektion

Patienten mit akuter, selbstlimitierender HCV-Infektion und solche mit IFN-a Therapieresponse (SCR) zeigten eine hochregulierte NS3-spezifische T-Helferzellantwort.Über die funktionelle Bedeutung der T-Helferzellantwort und der Antikörpersynthese besteht jedoch noch Unklarheit.In dieser Studie wurde die proliferative Antwort der PBMC von Patienten mit anhaltender Therapieresponse (SCR; n=8), Non-Respondern (NR; n=13) und unbehandelten HCV-Patienten(UTR; n=10) sowie gesunden Kontrollen (HC; n=5) auf die rekombinanten HCV-Antigene Core, Helicase, NS3, NS4 und NS5-4 bestimmt und ihre Sekretion von IFN-.

Die Rolle Prolin-reicher Sequenzmotive des Core-Proteins in der Morphogenese des Hepatitis-B Virus

Diese Arbeit hatte zum Ziel, den Ausschleusungsmechanismus des Hepatitis-B Virus zu beleuchten. Es ist bisher unbekannt, wie das virale Nukleokapsid umhüllt und das reife Virion aus der Leberzelle freigesetzt wird. Bei einigen RNA-Viren, beispielsweise HIV-1, Ebola oder RSV, vermitteln so genannte Late-Domänen im viralen Kapsid- oder Matrix-Protein die Knospung der Viren an intrazellulären Membranen oder der Plasmamembran. Da das HBV-Core-Protein ähnliche Sequenzen trägt, wurde in der vorliegenden Arbeit überprüft, welche Rolle diese im viralen Replikationszyklus spielen. Meine Ergebnisse zeigen, dass die beiden Prolin-reichen Sequenzen PPAY (129-132) und PPNAP (134-138), die retroviralen Late-Domänen ähneln, für die HBV-Morphogenese essentiell sind. Mutationen einzelner Aminosäuren innerhalb dieser Motive führen zu Phänotypen mit verändertem Kapsid-, Nukleokapsid- und Virus-Bildungs-Vermögen. Insbesondere sind die Aminosäure Tyrosin 132 des Motivs PPAY und die Prolinreste 134 und 135 des Motivs PPNAP erforderlich, da diese schon für die Bildung der Kapside unentbehrlich sind. Charakteristisch für beide Motive sind auch die hier gezeigten Interaktionen mit speziellen Wirtszellfaktoren, deren physiologische Funktion es ist, zelluläre Proteine in den endosomalen Sortierungsprozess einzuschleusen. Im Vordergrund stehen hier die E3 Ub-Ligase Nedd4, welche Proteine mit Ub konjugiert und diese so signifikant für die Einschleusung in das endosomale System markiert, und Tsg101, das als zentrale Komponente des ESCRT-I-Komplexes für die Erkennung von ubiquitinierten Proteinen zuständig ist und diese dadurch in die ESCRT-Kaskade des multivesikulären Endosoms einführt. Für die genannten Interaktionen ist das Motiv PPAY und hier wieder speziell das Tyrosin 132 des HBV-Core-Proteins für die Wechselwirkung mit Nedd4 notwendig. Hingegen vermittelt die L-Domänen-ähnliche Sequenz PPNAP die Assoziation von Core mit Tsg101, wobei die beiden Prolinreste 134 und 135 und auch das Asparagin 136 für die Interaktion essentiell sind. Sowohl Nedd4 als auch Tsg101 wirken im Zusammenhang mit Ubiquitin, weshalb eine Ubiquitinierung von Core, trotz bislang negativer Nachweise, wahrscheinlich ist. Zugunsten dieser Annahme spricht auch mein Nachweis, dass der Lysinrest an Position 96 des Core-Proteins, als potentieller Ub-Akzeptor, gerade in späten Schritten eine essentielle Rolle spielt. Weiterhin klärungsbedürftig ist auch die Frage, ob Core direkt mit Tsg101 und Nedd4 interagiert, oder ob andere Faktoren dazwischen geschaltet sind. Auch könnte mit Hilfe von siRNA-vermittelten Depletionsversuchen die physiologische Relevanz der Tsg101/Core-und Nedd4/Core-Interaktion weiterführend untersucht werden. Zudem zeigen meine Arbeiten, dass Core mit intrazellulären Membranen assoziiert, weshalb es interessant wäre, zu untersuchen, ob es sich hierbei um Membranen des endosomalen Systems handelt, an denen die finalen Schritte der Virus-Morphogenese stattfinden könnten.

Virus-Wirt-Interaktionen bei Hepatitis-B-Virus-Infektionen: Die Rolle von Gamma2-Adaptin

Mit etwa 350 Millionen chronisch-infizierten Menschen gehört die Hepatitis-B neben der Tuberkulose und AIDS zu den häufigsten Infektionskrankheiten der Welt. Der einzig sichere Schutz vor dem bis zur Leberzirrhose persistierenden Virus bietet eine vorbeugende Impfung. Eine angemessene Therapie chronisch-erkrankter Patienten ist durch die Unkenntnis über viele Bereiche des HBV-Lebenszyklus nur eingeschränkt möglich. Gegenstand dieser Arbeit war vor allem etwas Licht in das Wechselspiel zwischen HBV und der Wirtszelle zu bringen und zelluläre Komponenten und Mechanismen zu identifizieren, die am Sortierungs- und Transportmechanismus viraler Substrukturen zur sogenannten Assembly-Plattform beteiligt sind, um dort die Freisetzung des Virus zu initiieren. Mit der vorliegenden Arbeit habe ich Methoden der Zellbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie und Virologie vereint, um neue Einblicke in den HBV-Lebenszyklus zu gewinnen. Für die Ausschleusung von HBV wird seither der konstitutive Weg der Sekretion angenommen. In Anlehnung an den Mechanismus umhüllter RNA-Viren kann die Hypothese aufgestellt werden, dass das MVB (Multivesicular Body) im Prozess der HBV-Freisetzung beteiligt sein könnte. Die Freisetzung des Hepatitis-B-Virus aus einer infizierten Zelle ist ein streng organisierter Prozess, der sowohl das HBV-Coreprotein als auch die HBV-Hüllproteine zu benötigen scheint. (max. 5.000 Zeichen)Inhaltszusammenfassung in einer weiteren Sprache deutschenglischfranzösischrussischmehrsprachigsonst.Ausgangspunkt der Arbeit war eine spezifische Interaktion des großen HBV-Hüllproteins (L) mit einem neuen Mitglied der Adaptor-Protein-Komplex-Familie (AP-Komplex), dem g2?Adaptin (Hartmann-Stühler und Prange, 2001), das mutmaßlich an endosomalen Sortierungs- und Transportprozessen beteiligt ist. In Analogie zur Funktionsweise von Adaptin-Molekülen wurde vom g2-Adaptin eine Rolle in der Initiation und Steuerung der Sprossung und Freisetzung von HBV vermutet. Die im Rahmen dieser Arbeit erweiterte Charakterisierung der g2/L-Interaktion zeigte zum einen, dass die Ohrdomäne des Adaptins für die Interaktion essentiell ist und zum anderen, dass die Rekrutierung des Adaptins durch das L-Protein zu cis-Golgi-Strukturen innerhalb kleiner Transportvesikel entlang des Nukleus (perinukleär) erfolgt. Erste Ergebnisse dieser Arbeit deuteten bereits an, dass das virale Coreprotein mit demselben Adaptorprotein zu interagieren vermag. Für die g2/Core-Interaktion erwies sich in Folgearbeiten die Kopfregion des g2-Adaptins als die entscheidende Bindungsdomäne (Rost et al., 2006). Sowohl eine funktionelle Inaktivierung des g2-Adaptins durch RNA-Interferenz als auch eine g2-Adaptin- Überexpression störten die Virusmontage in späten Phasen der Morphogenese. Während ein g2-Adaptin-Überschuss die HBV-Produktion indirekt durch die Induktion dysfunktioneller endosomaler Kompartimente blockierte, verhinderte der siRNA-induzierte g2-Adaptin-Verlust die späte Ausschleusung des Virus aus der Zelle. Das Silencing von g2-Adaptin zeigte dabei weder einen Einfluss auf endosomale Strukturen noch auf die Freisetzung subviraler Partikel (Viren ohne Genom). Demzufolge scheinen sich die Mechanismen der Produktion von subviralen und viralen HBV-Partikeln bezüglich ihrer Anforderungen an Zellfunktionen und Transportwegen deutlich voneinander zu unterscheiden. Es konnten erste Hinweise darauf gefunden werden, dass die Virusmontage an endosomalen Kompartimenten (zum Beispiel dem MVB) erfolgen könnte, was durch bereits weitergeführte Untersuchungen bestätigt werden konnte (Lambert et al., J Virol, epub ahead of print). Darüber hinaus ist inzwischen bekannt, dass das Hepatitis-B-Virus für den Zusammenbau und die Freisetzung nicht nur das Adaptor-verwandte g2-Adaptin, sondern auch die endosomale Ubiquitin Ligase Nedd4, wahrscheinlich in Zusammenhang mit Ubiquitin selbst (Rost et al., 2006), benötigt. Eine Untersuchung dieser weiterführenden Aspekte war jedoch nicht mehr Inhalt dieser Arbeit. Insgesamt weisen die Daten darauf hin, dass die Sortierung und der Transport der Substrukturen des Hepatitis-B-Virus durch den MVB-Komplex zu erfolgen scheint. Dabei könnte das g2-Adaptin mit Hilfe einer Reihe von Kofaktoren (wie zum Beispiel Nedd4, Ubiquitin, etc.) eine entscheidende Rolle an der Sortierung und Anbindung des viralen L- und Coreproteins an die Assembly-Plattform spielen. Doch der genaue Mechanismus, welcher große Ähnlichkeit mit dem umhüllter RNA-Viren (wie zum Beispiel HIV-1) aufweist, bleibt noch ungeklärt. Ob weitere zelluläre Kofaktoren an der HBV-Sprossung und Freisetzung beteiligt sind, bleibt ebenfalls unbekannt und bedarf weiterer Untersuchungen.

Cellular immune responses to HCV core increase and HCV RNA levels decrease during successful antiretroviral therapy

Background Hepatitis C virus (HCV) infection is a major cause of morbidity in HIV infected individuals. Coinfection with HIV is associated with diminished HCV-specific immune responses and higher HCV RNA levels. Aims To investigate whether long-term combination antiretroviral therapy (cART) restores HCV-specific T cell responses and improves the control of HCV replication. Methods T cell responses were evaluated longitudinally in 80 HIV/HCV coinfected individuals by ex vivo interferon-γ-ELISpot responses to HCV core peptides, that predominantly stimulate CD4+ T cells. HCV RNA levels were assessed by real-time PCR in 114 individuals. Results The proportion of individuals with detectable T cell responses to HCV core peptides was 19% before starting cART, 24% in the first year on cART and increased significantly to 45% and 49% after 33 and 70 months on cART (p=0.001). HCV-specific immune responses increased in individuals with chronic (+31%) and spontaneously cleared HCV infection (+30%). Median HCV RNA levels before starting cART were 6.5 log10 IU/ml. During long-term cART, median HCV-RNA levels slightly decreased compared to pre-cART levels (−0.3 log10 IU/ml, p=0.02). Conclusions Successful cART is associated with increasing cellular immune responses to HCV core peptides and with a slight long-term decrease in HCV RNA levels. These findings are in line with the favourable clinical effects of cART on the natural history of hepatitis C and with the current recommendation to start cART earlier in HCV/HIV coinfected individuals.

Hepatitis E Virus seroprevalence and chronic infections in patients with HIV, Switzerland

We screened 735 HIV-infected patients in Switzerland with unexplained alanine aminotransferase elevation for hepatitis E virus (HEV) immunoglobulin G. Although HEV seroprevalence in this population is low (2.6%), HEV RNA can persist in patients with low CD4 cell counts. Findings suggest chronic HEV infection should be considered as a cause of persistent alanine aminotransferase elevation.

Targets of emerging therapies for viral hepatitis B and C

Viral hepatitis B and C, structurally two completely different viruses, commonly infect human hepatocytes and cause similar clinical manifestations. Since their discovery, IFN has been a pillar in the treatment. However, because of the different natures of the viruses, therapeutic approaches diverge and new treatment targets are tailored specifically for each virus. Herein, the authors analyse therapeutic approaches for hepatitis B virus (HBV) and hepatitis C virus (HCV) and focus on emerging concepts that are under clinical evaluation. In particular, promising viral inhibitors for HBV and HCV are reviewed and the current status of research for gene therapy for HCV is described. Immune therapy is a fast-moving field with fascinating results which include therapeutic vaccines and toll-like receptor agonists that could improve tomorrow's treatment approaches.

Liver enzyme elevation after lamivudine withdrawal in HIV-hepatitis B virus co-infected patients: the Swiss HIV Cohort Study

Background The principal causes of liver enzyme elevation among HIV-hepatitis B virus (HBV) co-infected patients are the hepatotoxic effects of antiretroviral therapy (ART), alcohol abuse, ART-induced immune reconstitution and the exacerbation of chronic HBV infection. Objectives To investigate the incidence and severity of liver enzyme elevation, liver failure and death following lamivudine (3TC) withdrawal in HIV-HBV co-infected patients. Methods Retrospective analysis of the Swiss HIV Cohort Study database to assess the clinical and biological consequences of the discontinuation of 3TC. Variables considered for analysis included liver enzyme, HIV virological and immunological parameters, and medication prescribed during a 6-month period following 3TC withdrawal. Results 3TC was discontinued in 255 patients on 363 occasions. On 147 occasions (109 patients), a follow-up visit within 6 months following 3TC withdrawal was recorded. Among these patients, liver enzyme elevation occurred on 42 occasions (29%), three of them (2%) with severity grade III and five of them (3.4%) with severity grade IV elevations (as defined by the AIDS Clinical Trials Group). Three patients presented with fulminant hepatitis. One death (0.7%) was recorded. Conclusions HBV reactivation leading to liver dysfunction may be an under-reported consequence of 3TC withdrawal in HIV-HBV co-infected patients. Regular monitoring of HBV markers is warranted if active therapy against HBV is discontinued.

Connective tissue growth factor, steatosis and fibrosis in patients with chronic hepatitis C

BACKGROUND/AIM: Both steatosis and insulin resistance have been linked to accelerated fibrosis in chronic hepatitis C. Connective tissue growth factor (CTGF) plays a major role in extracellular matrix production in fibrotic disorders including cirrhosis, and its expression is stimulated in vitro by insulin and glucose. We hypothesized that CTGF may link steatosis, insulin resistance and fibrosis. METHODS: We included 153 chronic hepatitis C patients enrolled in the Swiss Hepatitis C Cohort Study and for whom a liver biopsy and plasma samples were available. CTGF expression was assessed quantitatively by immunohistochemistry. In 94 patients (57 with genotypes non-3), plasma levels of glucose, insulin and leptin were also measured. CTGF synthesis was investigated by immunoblotting on LX-2 stellate cells. RESULTS: Connective tissue growth factor expression was higher in patients with steatosis (P=0.039) and in patients with fibrosis (P=0.008) than those without these features. CTGF levels were neither associated with insulinaemia or with glycaemia, nor with inflammation. By multiple regression analysis, CTGF levels were independently associated with steatosis, a past history of alcohol abuse, plasma leptin and HCV RNA levels; when only patients with genotypes non-3 were considered, CTGF levels were independently associated with a past history of alcohol abuse, plasma leptin levels and steatosis. Leptin stimulated CTGF synthesis in LX-2 cells. CONCLUSIONS: In patients with chronic hepatitis C and steatosis, CTGF may promote fibrosis independently of inflammation. CTGF may link steatosis and fibrosis via increased leptin levels.

Hepatitis B virus infection is associated with impaired immunological recovery during antiretroviral therapy in the Swiss HIV cohort study

Hepatitis B virus (HBV) infection is a major cause of morbidity and mortality in human immunodeficiency virus (HIV)-infected patients worldwide. It is unclear whether HIV-related outcomes are affected by HBV coinfection. We compared virological suppression and immunological recovery during antiretroviral therapy (ART) of patients of different HBV serological status in the Swiss HIV Cohort Study. CD4 cell recovery during ART was significantly impaired in hepatitis B surface antigen-positive patients and in those with anti-hepatitis B core antigen alone compared with HBV-uninfected patients, despite similar virological efficacy of ART. CD4 increase in patients with resolved HBV infection was similar to that in HBV-uninfected individuals.

Molecular detection of hepatitis E virus in German domestic pigs

In industrial countries, Hepatitis E virus (HEV) transmission to humans is predominantly assumed to be a zoonotic infection. Recently, it has been demonstrated that about 50% of domestic pigs in Germany carry HEV-specific antibodies. However, further investigations concerning the distribution of HEV in different age groups of German domestic pigs, phylogenetic analyses and the viral load in the porcine liver are still pending. Liver samples of all age groups from herds in a pig-dense region in north-western Germany were investigated for the presence and quantity of HEV RNA and subsequently genotyped. Out of 251 liver samples, 34 contained ORF2-specific RNA, whereas 19 samples were positive using ORF1-specific primers, resulting in an overall detection rate of 13.5% and 7.6%, respectively. Especially nursery pigs and growers were tested positive for viral RNA. Furthermore, determination of the HEV copy numbers revealed high replication levels. Up to 10(9) genome copies per g of liver tissue could be detected suggesting a likely high degree of viral spread to the environment. In the HEV-positive liver samples we found no hints for pathohistological changes reflecting the HEV status.The HEV sequences showed marked diversity but could be assigned to HEV genotype 3 without exception. However, by comparing two different genomic fragments, we found indications for infections with two different HEV variants in domestic pigs. Apart from this, the current study confirms the outcome of our recent serological HEV survey and for the first time gives direct proof of HEV infections in the German domestic pig population.

Hepatitis B and C in Switzerland - healthcare provider initiated testing for chronic hepatitis B and C infection

Hepatitis B and hepatitis C are contagious liver diseases caused by the hepatitis B virus (HBV) and the hepatitis C virus (HCV), respectively. In particular, chronic infection with HBV or HCV is a major public health problem throughout Europe. The majority of persons chronically infected (65%-75%) are not aware of their infection status until symptoms of advanced liver disease appear. In addition, the peak in the number of patients suffering from advanced stages of the disease, such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma, has not yet been reached. In order to reduce the current and future morbidity and mortality associated with chronic HBV or HCV infection, the timely detection of chronically infected persons, with follow-up and case management, is crucial. However, the current screening strategies in Europe and Switzerland have to be considered as inadequate to detect the majority of chronically infected persons. Hence, we emphasise the importance of an alternative approach: the healthcare provider initiated identification of HBV or HCV infection in defined risk groups. This entails determining whether a person is not only at risk of being chronically infected, but also at risk of becoming infected with HBV or HCV and, if necessary, testing for HBV or HCV infection.

Seroprevalence of hepatitis E virus in domestic pigs and wild boars in Switzerland.

Hepatitis E is considered an emerging human viral disease in industrialized countries. Studies from Switzerland report a human seroprevalence of hepatitis E virus (HEV) of 2.6-21%, a range lower than in adjacent European countries. The aim of this study was to determine whether HEV seroprevalence in domestic pigs and wild boars is also lower in Switzerland and whether it is increasing and thus indicating that this zoonotic viral infection is emerging. Serum samples collected from 2,001 pigs in 2006 and 2011 and from 303 wild boars from 2008 to 2012 were analysed by ELISA for the presence of HEV-specific antibodies. Overall HEV seroprevalence was 58.1% in domestic pigs and 12.5% in wild boars. Prevalence in domestic pigs was significantly higher in 2006 than in 2011. In conclusion, HEV seroprevalence in domestic pigs and wild boars in Switzerland is comparable with the seroprevalence in other countries and not increasing. Therefore, prevalence of HEV in humans must be related to other factors than prevalence in pigs or wild boars.

Molecular epidemiology of hepatitis B virus infection in Switzerland: a retrospective cohort study.

BACKGROUND Chronic hepatitis B virus (HBV) infection affects up to 7 % of the European population. Specific HBV genotypes are associated with rapid progression to end-stage liver disease and sub-optimal interferon treatment responses. Although the geographic distribution of HBV genotypes differs between regions, it has not been studied in Switzerland, which lies at the crossroads of Europe. METHODS In a retrospective analysis of 465 HBV samples collected between 2002 and 2013, we evaluated the HBV genotype distribution and phylogenetic determinants, as well as the prevalence of serological evidence of hepatitis delta, hepatitis C and HIV infections in Switzerland. Baseline characteristics of patients were compared across their region of origin using Fisher's exact test and ANOVA, and risk factors for HBeAg positivity were assessed using logistic regression. RESULTS The Swiss native population represented 15.7 % of HBV-infected patients living in Switzerland. In the overall population, genotype D was most prevalent (58.3 %), whereas genotype A (58.9 %) was the predominant genotype among the Swiss native population. The prevalence of patients with anti-HDV antibodies was 4.4 %. Patients of Swiss origin were most likely to be HBeAg-positive (38.1 %). HBV genotypes of patients living in Switzerland but sharing the same original region of origin were consistent with their place of birth. CONCLUSIONS The molecular epidemiology of HBV infection in Switzerland is driven by migration patterns and not by the genotype distribution of the native population. The prevalence of positive anti-HDV antibodies in our cohort was very low.

Update chronische Hepatitis B und C

Der natürliche Verlauf einer HepatitisB-Virus(HBV)-Infektion ist komplex und wird einerseits durch das Alter zum Zeitpunkt der Infektion, anderseits durch Komorbiditäten bzw. Koinfektionen und zum Teil noch nicht identifizierte Faktoren bestimmt. Das HBV wird nie komplett eliminiert. Das Erreichen des inaktiven Trägerstatus ist aber ein realistisches Therapieziel. Zur Therapie stehen Nukleosid/NukleotidAnaloga sowie pegyliertes Interferonalpha zur Verfügung. Screening von bestimmten Patientengruppen und eine generelle Impfung sind wichtige prophylaktische Massnahmen. Die chronische Hepatitis-C-Virus(HCV) -Infektion führt in circa einem Drittel der Fälle zur Leberzirrhose. Eine Therapie ist generell ab Fibrosestadium Metavir 2 indiziert. Neue DAA (directly acting antivirals) erlauben kurzfristige, hochpotente und nebenwirkungsarme Therapieschemata.