Strukturelle und funktionelle Charakterisierung der Chemokin-verstärkenden Aktivität des Varicella Zoster Virus (VZV) Glykoproteins C

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Krey; Professor Dr. Abel Viejo-Borbolla
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405772731

Varicella zoster virus (VZV) ist ein virales Pathogen, das eine latente Infektion in peripheren Neuronen etabliert. Eine Primärinfektion führt zu Windpocken und eine Reaktivierung zu Gürtelrose, die akute Schmerzen verursacht und auf die häufig eine postherpetische Neuralgie (PHN) folgt, die zweithäufigste Art neuropathischen Schmerzes. Trotz der lizensierten Impfstoffe gegen VZV stellt VZV-assoziierter Schmerz immer noch ein großes gesundheitspolitisches Problem dar. Zusätzlich kann VZV auch Erkrankungen mit hoher Mortalität und Morbidität wie z.B. Enzephalitis und Vaskulitis verursachen.Während der VZV Infektion befällt das Virus Leukozyten und diese Infektion ist essentiell für die Ausbreitung im Wirt zur Haut und den Neuronen sowie für die weitere Pathogenese. Die Migration von Leukozyten zur Infektionsstelle wird durch Chemokine ausgelöst und bestimmte Viren exprimieren sogenannte "virale Chemokin-bindende Proteine" (vCKBP) um die Chemokin-Aktivität zu modulieren. Wir konnten kürzlich zeigen, daß das VZV Glykoprotein gC ein vCKBP mit verstärkender Aktivität ist, welches zu erhöhter Leukozytenmigration führt und damit wahrscheinlich zur Ausbreitung von VZV beiträgt - im Gegensatz zu der Mehrheit von vCKBP, welche die Leukozytenmigration inhibieren. Röntgenkristallstrukturen von inhibitorischen vCKBP in Komplex mit Chemokinen sind bekannt, aber keine von verstärkenden vCKBP. Chemokine und virale Proteine, die mit dem Chemokin-Rezeptor-Paar interagieren, induzieren Schmerz. Daher ist es aufgrund der beschriebenen Chemokin-verstärkenden Wirkung anzunehmen, daß VZV gC eine wichtige Rolle in der Entstehung von VZV-assoziiertem Schmerz spielt.Das Ziel dieses Projektes ist die weitergehende Untersuchung der Rolle von VZV gC in der Pathogenese und speziell in der Entstehung von VZV-assoziiertem Schmerz. Zu diesem Zweck werden wir proteinbiochemische und zellbiologische Methoden anwenden. Zunächst werden wir die minimal-aktive lösliche gC Ektodomäne alleine und als Komplex mit einem Chemokin kristallisieren und die 3D Struktur(en) bestimmen. Da Glykoproteine schwierig zu kristallisieren sind und Antikörperfragmente in solchen Fällen oft die Kristallisation ermöglichen ("Kristallisationschaperone"), werden wir dazu eine gC-spezifische Antikörperbank generieren. Parallel werden wir den Einfluss von gC auf Chemokinrezeptornutzung, -oligomerisierung und -signaltransduktion untersuchen. Schließlich werden wir die Bedeutung von gC für die Entstehung von Chemokin-vermitteltem Schmerz mit einem die gC-Chemokin Interaktion inhibierenden gC-spezifischen Antikörper im Tiermodell untersuchen.Unsere Ergebnisse werden dazu beitragen, Unterschiede zwischen inhibitorischen und verstärkenden vCKBP sowie die Rolle von gC in der VZV Pathogenese besser zu verstehen, und werden den Weg für neue Therapiemöglichkeiten ebnen, um die Ausbreitung von VZV im Wirt zu blockieren und VZV-assoziierten Schmerz zu bekämpfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen