Konsequenzen der DNA-Integrationen des Hepatitis-B-Virus für den Wirt und das Virus: Untersuchungen in einem neuen Mausmodell

• Antragstellerin: Dr. Lena Allweiss
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 532850572

Weltweit sind fast 300 Mio. Menschen chronisch mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) infiziert und leben mit dem Risiko an Leberkrebs zu erkranken. Die Mechanismen der Krebsentstehung sind vielfältig und beinhalten Leberentzündung und dadurch vermehrtes Zellwachstum, die Expression viraler Proteine und die Integration von HBV-DNA-Sequenzen ins Wirtsgenom. Solche Integrationen spielen eine maßgebliche Rolle bei der Tumorentstehung; jedoch sind die genauen Mechanismen nicht vollständig aufgeklärt. So sind sie Quelle viraler Proteine, erzeugen genomischer Instabilität oder stören mit Krebs assoziierte Gene. Obwohl HBV-DNA-Integrationen nicht nötig für eine funktionelle Infektion sind - HBV vermehrt sich über ein episomales DNA-Genom, die sogenannte cccDNA - kommen sie in allen Phasen der chronischen und akuten Entzündung vor. Unsere Hypothese ist, dass von Integrationen produzierte virale RNA und Proteine Konsequenzen für die Funktion der Leberzellen und den Verlauf der HBV-Infektion haben. Integrationen wirken sich möglicherweise vorteilhaft für die Etablierung einer Infektion aus. Andererseits führen die Produkte der Integrationen zu Veränderungen in der Leberzelle und tragen so zu ihrer Transformation bei. Zurzeit gibt es keine experimentellen Modelle, mit denen HBV-DNA-Integrationen in kontrollierter Weise sowohl mit als auch ohne den Einfluss einer parallelen, cccDNA-getriebenen HBV-Infektion untersucht werden können. Innerhalb dieses Projektes werden wir ein In-vivo-Modell für die Untersuchung von Integrationen in primären Leberzellen aufbauen. Das Modell basiert auf human-chimären Mäusen, deren Lebern mit menschlichen Leberzellen repopuliert sind, in welche zuvor ex vivo mittels lentiviralem Gentransfer eine prototypische HBV-DNA-Integration stabil eingebracht wurde. Mithilfe dieses Modells wollen wir alle von Integrationen produzierten viralen Produkte in Mausleber und -serum genau charakterisieren und sie mit ihren Gegenstücken, die während einer cccDNA-gesteuerten Infektion produziert werden, vergleichen. Wir werden den Einfluss der Integrationen auf die Wirtzelle untersuchen, insbesondere intrinsische Immunantworten, Stressantwort und Stoffwechsel, sowie Auswirkungen auf die chromosomale Integrität. Durch eine zusätzliche HBV-Infektion, wollen wir der Frage nachgehen, inwiefern aus Integrationen stammende virale Produkte die Infektionsausbreitung und Aktivität der cccDNA beeinflusst. Wir werden die antiviralen Auswirkungen einer Interferon-alpha-Behandlung auf Integrationen oder cccDNA getrennt voneinander beleuchten. Zukünftig können weitere wissenschaftliche Fragestellungen bearbeitet werden, wie die Rolle bestimmter HBV-DNA-Integrationen oder die Erkennung von Leberzellen mit Integrationen durch Immunzellen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden unser Verständnis der biologischen Bedeutung von HBV-DNA-Integrationen und Virus-Wirts-Interaktionen erweitern und langfristig dazu beitragen die Diagnose und Behandlung dieser Erkrankung zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen