Projekt C1 - Identifizierung von Targets für antivirale Strategien gegen das ZIKA Virus

Zika-Viren sind derzeit noch recht wenig beforschte „Arboviren“ aus der Familie der Flaviviren. Derzeit werden drei ZIKV-Linien beschrieben, die ostafrikanische, die westafrikanische und die asiatische Linie, die dem Ausbruch in Französisch-Polynesien (2013/14) und dem derzeitigen Ausbruch in Süd-/Mittelamerika, USA (Südstaaten) zu Grunde liegen. ZIKV sind umhüllte Viren, die ein einzelsträngiges RNA-Genom positiver Polarität von ca 10.8 kB Größe besitzen. Die WHO hat am 01.02.2016 die in Südamerika herrschende Zika-Virusepidemie zum Public Health Emergency of International Concern erklärt, da es deutliche Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen der Zika-Virus-Infektion Schwangerer und der Häufung von Mikrozephalien gibt. Derzeit steht weder eine Impfung noch eine Therapie zur Verfügung. Durch Hemmung der Virusreplikation könnte die Viruslast deutlich reduziert und so die Verbreitung des Virus und auch das Risiko einer intrauterinen Infektion vermindert werden.

Im Rahmen von Arbeiten zu HCV, das wie ZIKV zur Familie der Flaviviren gehört, konnte beobachtet werden, dass HCV die Autophagie induziert, der zu Grunde liegende Mechanismus geklärt und die Bedeutung der Autophagie für die Morphogenese/Freisetzung von HCV analysiert werden. Darauf aufbauend ist die erforderliche Methodik einschließlich der GFP/RFP Markerkonstrukte für live cell imaging etabliert (1-7). Für die WHO wurde das Referenzmaterial für den internat. ZIKV NAT-Standard hergestellt und etabliert (8,9). Es wurden für das Uganda-Isolat, wie auch für das franz. Polynesien–Isolat Infektionssysteme sowohl für neuronale Zelllinien wie auch für epitheliale Zelllinien etabliert, so dass verschiedene Infektionsmodelle zur Untersuchung des ZIKV-Lebenszyklus zur Verfügung stehen. Antikörper gegen ZIKV-spezifische Antigene wurden generiert und qPCR-basierte quantitative Testsysteme etabliert. Unter Verwendung dieser Systeme konnte beobachtet werden, dass beide untersuchten Isolate Autophagie in den infizierten Zellen induzieren und Hemmung der Autophagie zur Verminderung der Menge an freigesetzten Viren führt.

Wissenschaftliche Ziele: Es sollen robuste Reporterviren etabliert werden, die das screening von Substanzbibliotheken hinsichtlich ihrer antiviralen Wirkung gegen ZIKV ermöglichen. Als spezifischer Ansatz soll die ZIKV-abhängige Aktivierung der Autophagie und die zu Grunde liegenden Mechanismen charakterisiert werden. Es soll die Bedeutung der Autophagie für die einzelnen Schritte des viralen Lebenszyklus geklärt werden. Ziel ist die Identifizierung von Zielstrukturen für antivirale Substanzen und deren Charakterisierung, um so die ZIKV-Replikation zu inhibieren.

Literatur C1: 1. Ploen et al. (2013) J Hepatol 58:1081-8; 2. Ploen et al. (2013) EJCB 92:374-82; 3. Elgner et al. (2016) Biochem J 473:145-55; 4. Ren et al. (2016) J Virol; 5. Elgner et al. (2016) J Virol; 6. Ren et al. (2017) EJCB; 7. Medvedev et al. (2017) Free Radic Biol Med;  8. Baylis et al. (2016) Transfusion; 9. Trösenmeyer et al. (2016) Genome Announc.