Unterdrückung der angeborenen Immunantwort und retroviraler Restriktionsmechanismen durch HIV-1 Vpr Patientenisolate.

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Schindler
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318213433

Antivirale Restriktionsfaktoren (RF) sind Effektoren der Pathogen induzierten Interferon-Kaskade und unterdrücken die HIV-1 Replikation. Allerdings hat das Virus Gegenmaßnahmen entwickelt, die von den akzessorischen Virusproteinen ausgeübt werden. HIV-1 Vpr wird in hohen Mengen in das Viruspartikel inkorporiert und ist somit direkt nach dem Viruseintritt, bevor die Neusynthese viraler Proteine beginnt, im Zytosol vorhanden. Vpr hat verschiedene Funktionen die im Zusammenhang mit der Verstärkung der HIV-1-Integration und einer erhöhten viralen Genexpression stehen. Neuere Studien deuten auf eine Rolle von Vpr in der Blockade der natürlichen Immunantwort hin. Wir postulieren, dass Vpr früh im viralen Vermehrungszyklus RF neutralisiert oder andere wichtige Funktionen ausübt, die nach dem Viruseintritt essentiell sind. Des Weiteren stellen wir die Hypothese auf, dass solche Mechanismen in primären HIV-1 Vpr-Allelen von Patienten konserviert sind, während sie bei labor-adaptierten Stämmen verloren gegangen sein könnten. In den ersten zwei Jahren des Projekts (2/2017 - 02/2019) haben wir diese Hypothese durch die Isolierung und Charakterisierung von Vpr-Proteinen aus einer Gruppe von Therapie-naiven HIV-1 Patienten, die sich in Viruslast und CD4 + T-Zellzahl unterscheiden, untersucht. Wir haben bisher unbekannte Vpr-Polymorphismen identifiziert, die mit einem ungünstigen Krankheitsverlauf assoziiert sind. Allerdings konnten wir keine Inhibition von Vpr auf den cGAS/STING Signalweg in myeloiden Zellen feststellen. Außerdem verstärkt Vpr die Induktion von ISGs (Interferon-stimulierten Genen) in primären HIV-1-infizierten Makrophagen, anstatt sie zu unterdrücken. Wir konnten ebenso zeigen, dass Vpr den Transkriptionsfaktor NFAT aktiviert und eine pro-stimulierende Wirkung auf NF-KB hat. Zudem haben wir kürzlich ein Chromatin-assoziiertes Protein PHF13 identifiziert, welches durch Vpr degradiert wird. PHF13 ist ein Transkriptionsregulator, der die HIV-1-Genexpression hemmt und stark an den durch SIV/HIV-2-Vpx abgebauten HUSH-Komplex erinnert. Somit bereitet Vpr HIV-1-infizierte Zellen für eine produktive Infektion durch mindestens zwei Mechanismen vor: (i) Erhöhung der transkriptionellen Aktivität durch Abbau von PHF13 und (ii) CD4+ T Zellaktivierung durch Induktion von NFAT. Unsere Hypothese ist, dass Vpr die produktive Infektion ruhender, nicht aktivierter Immunzellen durch eine pro-inflammatorische Signalkaskade stimuliert. Dadurch erlaubt Vpr die produktive Virusreplikation in nicht aktivierten CD4+ T Zellen. Unser Ziel ist es, die Rolle von PHF13 in diesem Prozess zu analysieren. Des Weiteren wollen wir neue durch Vpr dysregulierte zelluläre Faktoren identifizieren und deren funktionelle Bedeutung für die frühe Phase der HIV-1 Infektion aufklären. Auf der Grundlage weiterer Vorarbeiten haben wir außerdem die Hypothese, dass PHF13 bei der Reparatur von DNA-Schäden, als auch bei der Regulation der natürlichen Immunantwort eine wichtige Rolle spielt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1923: Innate Sensing and Restriction of Retroviruses