Charakterisierung von CD81 Rezeptorinteraktoren bei Leberzelleintritt von Hepatitis C Virus und Plasmodium.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Gisa Gerold
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246964086

CD81 ist der Membranrezeptor für die Humanpathogene Hepatitis C Virus (HCV) und Plasmodium, den Erreger der Malaria. Trotz großer Unterschiede in molekularem Aufbau, Transmission und Pathologie verwenden beide Erreger CD81, um in Leberzellen einzudringen und sich in diesen zu vermehren. Zudem weisen HCV und Plasmodium falciparum einen engen humanen Wirtstropismus auf und CD81 ist einer von mehreren Faktoren, die hierfür verantwortlich sind. Da CD81 keine klassischen Signaldomänen besitzt, stellten wir die Hypothese auf, dass das Protein die Aufnahme von HCV und Plasmodium durch Protein-Protein-Interaktionen (PPI) koordiniert. Unsere Vorarbeiten identifizierten 68 PPIs von CD81 in humanen Hepatomazellen und zeigten, dass mindestens 10 der CD81 Interaktoren am Zelleintritt von HCV und Plasmodium mitwirken. Das gesamte Spektrum an CD81 Interaktoren, die beim Eintritt von HCV und Plasmodium eine Rolle spielen, ist derzeit unbekannt. Ebenso wissen wir wenig darüber, wie CD81-abhängige Wirtsfaktoren den Eintritt von HCV und Plasmodium unterstützen.Basierend auf unseren CD81 Interaktionsstudien soll hier geklärt werden, welche der CD81 Interaktoren am Eintritt von HCV und Plasmodium in Leberzellen beteiligt sind und wie diese Faktoren wirken. Im Speziellen sollen vier Ziele verfolgt werden: (1) die Bestätigung der Relevanz von CD81 Interaktoren bei der HCV- und Plasmodium-infektion; (2) die Evaluation der Spezifität von identifizierten Wirtsfaktoren in Bezug auf verschiedene Viren und Plasmodium Spezies; (3) die vertiefende mechanistische Charakterisierung ausgewählter Wirtsfaktoren; (4) die Ermittlung des Beitrags der Wirtsfaktoren zum Spezies- und Gewebstropismus von HCV und Plasmodium falciparum Sporozoiten. In der ersten Projektphase werden wir die Rolle der 68 CD81 Interaktoren in Bezug auf die HCV und Plasmodium Suszeptibilität von Hepatomazellen mittels RNAi bestätigen. Kandidatengene werden wir durch CRISPR/Cas9-Technologie ausknocken. Um die Spezifität der Wirtsfaktoren zu evaluieren, werden wir die Knockout Zellen mit drei verschiedenen umhüllten Viren (Vesikuläres Stomatitis Virus, Coronavirus 229E, Respiratorisches Synzytialvirus), sieben HCV Genotypen und drei Plasmodium Spezies infizieren. Spezifische Wirtsfaktoren von HCV und Plasmodium werden anschließend in Bezug auf ihre mechanistische Rolle beim Pathogeneintritt analysiert. In der letzten Projektphase soll die Analyse der Gewebsexpression der neuen Wirtsfaktoren Aufschluss über eine Beteiligung am Lebertropismus von HCV und Plasmodium geben. Zudem wird die Komplementation von Knockout Zellen mit Maus- und Rhesusaffenorthologen der Wirtsfaktoren den Beitrag der Faktoren zur Speziesblockade von HCV und Plasmodium falciparum aufdecken. Zusammenfassend wird diese Arbeit die Eintrittsmechanismen der beiden Humanpathogene HCV und Plasmodium weiter aufklären und wichtige zellbiologische Aspekte, wie zelluläre Transportmechanismen und Signaltransduktion, beleuchten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen