Dokument: Analysen zum Wirkmechanismus antiviraler Substanzen gerichtet gegen das Humane Cytomegalovirus
| Titel: | Analysen zum Wirkmechanismus antiviraler Substanzen gerichtet gegen das Humane Cytomegalovirus | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=21790 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20120704-121252-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Goldner, Thomas [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Wagner, Rolf [Gutachter] Prof. Dr. Schaal, Heiner [Gutachter] Prof. Dr. Steger, Gerhard [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | HCMV | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein wichtiges Pathogen mit klinischer Relevanz bei Patienten mit supprimiertem oder geschwächtem Immunsystem sowie bei Neugeborenen. Alle bisher gegen HCMV zugelassenen Medikamente inhibieren die virale DNA-Polymerase und sind mit schwerwiegenden Toxizitäts- und Resistenzproblematiken verbunden. Deshalb ist die Entwicklung potenter antiviraler Substanzen mit neuartigen Wirkmechanismen dringend erforderlich.
Hochdurchsatzscreenings und nachfolgende Leitstrukturoptimierungen führten zu den drei neuartigen Entwicklungskandidaten AIC246 (Letermovir), AIC2 und AIC3, deren molekulare Wirkmechanismen in der vorliegenden Arbeit charakterisiert wurden. AIC246, AIC2 und AIC3 vermitteln ihren inhibitorischen Effekt in der späten Phase des HCMV-Replikationszyklus, beeinträchtigen nicht die virale DNA-Synthese und unterscheiden sich damit von den derzeit als Anti-HCMV-Medikament zugelassenen Polymeraseinhibitoren. Während AIC246 nicht mit der viralen Genexpression interferiert, führen AIC2 und AIC3 zu einer Aggregation und Akkumulation von viralen Strukturproteinen. TEM-Anlaysen zeigten, dass alle AIC-Substanzen einen Prozess im Zellkern inhibieren und daraus resultierend der nukleäre egress reifer Viruspartikel unterbunden wird. Während AIC246 eine signifikante Reduktion von C-Kapsid-artigen Partikeln induziert, führt die Verabreichung von AIC2 bzw. AIC3 zu einer Aggregation von Kapsid-Vorläuferstrukturen. Genotypisierungen substanzresistenter Virusstämme verbunden mit Markertransfer-Analysen zeigten, dass AIC246 mit der großen viralen Terminaseuntereinheit pUL56 interferiert und damit die ordnungsgemäße Prozessierung und Verpackung der viralen genomischen DNA in das Nukleokapsid inhibiert. Dagegen interferieren AIC2 und AIC3 mit dem Hauptkapsidprotein MCP und damit mit der strukturellen und funktionellen Integrität des viralen Nukleokapsids. Damit besitzt AIC246 einen mit beschriebenen Terminaseinhibitoren vergleichbaren, aber nicht identischen molekularen Wirkmechanismus, während AIC2 und AIC3 einen für Herpesviren völlig neuen und in dieser Arbeit erstmalig beschriebenen antiviralen Wirkmechanismus aufweisen, der sich von allen anderen Anti-HCMV-Substanzen abgrenzt.In spite of substantial therapeutic and diagnostic progress in the management of HCMV-infection, human cytomegalovirus remains an important opportunistic pathogen with high clinical relevance. Due to high toxicity and the emergence of resistant virus, the use of currently licensed drugs for the treatment of severe HCMV infections is limited. Hence, the development of novel potent antiviral substances with fewer side effects is urgently needed. High-throughput-screening followed by hit to lead optimisation led to the identification of the small molecule HCMV-inhibitors AIC246 (Letermovir), AIC2 und AIC3. The aim of this study was the characterization of the modes of action of these novel antiviral compounds. Our findings indicate that AIC246, AIC2 und AIC3 act during the late phase of HCMV replication, do not interfere with viral DNA synthesis and thus provide a mechanism of action that is distinct from that of existing anti-HCMV drugs (polymerase inhibitors). AIC246 does not alter viral gene expression whereas AIC2 and AIC3 induce an aggregation and accumulation of viral structural proteins. TEM-analyses further revealed that the frequency of C-capsid-like particles is significantly reduced upon AIC246 treatment. In contrast, AIC2 and AIC3 induce the assembly of malformed nucleocapsid structures. Both the AIC246- as well as the AIC2-/AIC3-mediated inhibition is accompanied by the prevention of nuclear egress of capsids. Genotyping of resistant viruses and marker transfer experiments revealed that AIC246 interferes with the processing and packaging of viral DNA by targeting the terminase complex via a molecular mechanism that is distinct to that of other terminase inhibitors. On the other hand, AIC2 and AIC3 interfere with the structural integrity of the viral nucleocapsid by targeting the major capsid protein. This mechanism provides a unique mode of action among currently available anti-herpesvirus drugs. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Virologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 04.07.2012 | |||||||
| Dateien geändert am: | 04.07.2012 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 14.05.2012 | |||||||
| Datum der Promotion: | 02.07.2012 |
