Charakterisierung der durch Tribec-Virus induzierten Hemmung der Interferon-β-Induktion
Characterization of the Tribec-virus induced inhibition of the Interferon-β-induction
by Matthias Besse
Date of Examination:2015-02-04
Date of issue:2015-01-20
Advisor:Prof. Dr. Frank Torsten Hufert
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
Referee:Prof. Dr. Margarete Schön
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Format:PDF
Abstract
English
The Tribec-virus belongs to the genus of Orbiviruses and was first isolated from blood samples collected in the Tribec-mountains in Slovakia in 1963. Meanwhile, the Tribec-virus has been found in many other European countries. Its genotype consists of ten segments of double-stranded RNA, which is common for Orbiviruses. In 2010, the genotype of Tribec-virus was completely sequenced. The virus is mostly transmitted by ticks and may cause an inflammation of the central nervous system in mammals. In this thesis, it is shown that there is a reduced induction of interferon-β in host cells infected by the Tribec-virus. Similar results are found in host cells simultaneously infected with the interferon-β inducing virus RVFV-Clone-13. This leads to the conclusion that there must be an active inhibition of the innate immune system by the Tribec-Virus. In addition to a reduced activation of the transcription of the Interferon-β gene it is also shown that there is only a marginal amount of produced interferon-β in cell cultures after an infection with the Tribec-virus. As a consequence of this suppression of the innate immune response, an infection with Tribec-virus leads to a very strong cytopathic effect in cell populations that could produce interferon if there is a simultaneous infection with interferon-inducing RVFV-Clone-13. RVFV-Clone-13 on its own only leads to a very limited cytopathic effect. Furthermore, it is verified that there is no translocation of IRF-3 from the cytoplasma to the core in Tribec-virus infected cells, which is a necessary process in the activation of the interferon-β promotor. The inhibition of the IRF-3 translocation is also verified by the reduced induction of ISG56. This reduced induction of ISG56 is also found in cells that are simultaneously infected by Tribec-virus and RVFV-Clone-13. This shows that there is also no translocation of IRF-3 in these cells. In this work, segments 6 and 8 out of the 10 segments of the Tribec-virus genome were examined regarding the influence of their expression on the induction of interferon. It is shown that neither of the two segments encodes a protein which would inhibit the interferon response.
Keywords: Tribec-virus; Interferon-β-induction; Interferon-β inhibition; IRF-3 translocation
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Das Tribec-Virus wird zur Gattung der Orbiviren gezählt und wurde erstmals 1963 aus Blutproben aus dem Tribec-Gebirge in der Slowakei isoliert. Mittlerweile ist das Virus auch in vielen anderen Ländern Europas nachgewiesen worden. Wie für die Orbiviren typisch, besteht sein Erbgut aus insgesamt zehn Segmenten Doppelstrang-RNA. 2010 konnte das Genom des Tribec-Virus vollständig sequenziert werden. Das Virus wird meist über Zecken übertragen und steht in Verdacht, bei Säugetieren eine Entzündung des ZNS hervorrufen zu können.
In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass es im Rahmen einer Infektion mit dem Tribec-Virus zu einer verminderten Induktion von Interferon-β in der infizier-ten Wirtszelle kommt. Dies ist auch dann der Fall, wenn gleichzeitig eine Infektion mit einem Interferon-induzierenden Virus vorliegt, was auf eine aktive Hemmung der ange-borenen Immunantwort durch das Tribec-Virus schließen lässt. Neben einer geringeren Aktivierung der Transkription des Interferon-β-Gens konnte in Zellkultur auch gezeigt werden, dass die Menge an freigesetzten Interferon-β nach einer Tribec-Virus-Infektion vergleichsweise gering ist. Als Folge dieser Unterdrückung der angeborenen Immunan-twort trägt es bei Typ-I Interferon-kompetenten Zellpopulationen nach Infektion mit Tribec-Virus zur Induktion eines zytopathischen Effekts bei der besonders stark ausfällt, wenn gleichzeitig mit dem Kontrollvirus RVFV-Clone-13 infiziert wird. RVFV-Clone-13 löst selbst nur einen sehr limitierten zytopathischen Effekt aus. Des Weiteren wurde nachgewiesen, dass bei mit Tribec-Virus infizierten Zellen die Translokation von IRF-3 aus dem Zellzytoplasma in den Zellkern unterbleibt, die einen notwendigen Schritt zur Aktivierung des Interferon-β-Promotors darstellt. Die Hemmung der IRF-3-Transloka-tion konnte auch über die verminderte Induktion von ISG56 nachgewiesen werden. Dies war auch für Zellen möglich, die sowohl mit Tribec-Virus als auch mit RVFV-Clone-13 infiziert worden waren, was den Rückschluss zulässt, dass es auch in diesen Zellen nicht zu einer Translokation von IRF-3 kommt. Von den 10 Segmenten des Erbguts des Tribec-Virus wurden in dieser Arbeit die Segmente 6 und 8 daraufhin untersucht, ob ihre Expression Einfluss auf die Interferoninduktion hat. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass keines der beiden Segmente für ein Protein kodiert, welches die Interferonantwort hemmen würde.
Schlagwörter: Tribec-Virus; Interferoninduktion; Hemmung der Interferonantwort; IRF-3 Translokation