Dokument: Influence of HCV on the expression of intercellular communication signals by the host cell

Titel:	Influence of HCV on the expression of intercellular communication signals by the host cell
Weiterer Titel:	Der Einfluss von HCV auf die Expression interzellulärer Kommunikationssignale der Wirtszelle
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=56696
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220721-085944-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Rufinatscha, Kerstin Hermine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 13,15 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 27.06.2021 / geändert 27.06.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Bode, Johannes [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Das Hepatitis C Virus (HCV) persistiert in Patienten über Jahrzehnte, ohne erkennbare Symptome zu verursachen und führt nur bei einem Teil der Patienten zur Ausbildung einer chronischen Hepatitis und ihrer Progression zu Leberzirrhose und deren Folgen. Dieser, trotz anhaltender viraler Replikation, vieljährige und nur langsam progrediente Verlauf setzt voraus, dass HCV über Mechanismen verfügen muss, die es ihm ermöglichen die antivirale Immunität zu unterlaufen, die Entzündungsantwort des Wirtes zu beeinflussen und letztlich die Infrastruktur der Wirtszelle zu nutzen, ohne ihre Lebensfähigkeit zu sehr zu beeinträchtigen. Es ist daher naheliegend, dass HCV im Verlauf der Coevolution Mechanismen entwickelt haben muss, die es dem Virus ermöglichen die interzelluläre Kommunikation der Wirtszelle zu beeinflussen und hierüber das lokale immunologische Milieu zu verändern. Darüber hinaus legen Vorbefunde, an denen unsere Arbeitsgruppe beteiligt war, nahe, dass über eine anhaltende, begrenzte Erhöhung der Serumkonzentrationen inflammatorischer Zytokine, wie zum Beispiel TNFα Latenzmechanismen aktiviert werden, die letztlich auch protektive Effekte vermitteln können. Überwiegend am Replikonsystem erhobene Vorbefunde der Arbeitsgruppe belegen, dass HCV die EGF-abhängige Signalübertragung der Wirtszelle modifiziert und die Regulation der Chemokin-Expression in Reaktion auf EGF beeinflusst. Ausgehend von diesen Befunden sollten im Rahmen der vorliegenden Dissertation unter Hinzuziehung von auf infektiösen HCV Partikeln basierenden Zellkulturmodellen die molekularen Mechanismen weitergehend untersucht werden. Darüber hinaus sollte untersucht werden inwieweit HCV auch die durch inflammatorische Zytokine wie IL-1β und TNFα induzierte Expression von Chemokinen in der Wirtszelle beeinflusst, sowie die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen aufgeklärt werden. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen vorangehender Untersuchungen der Arbeitsgruppe konnte in der vorliegenden Arbeit belegt werden, dass eine HCV-Infektion zu einer erhöhten mRNA-Expression der zur Gruppe der CXCR2-Liganden gehörenden Chemokine CXCL1, 2, 3 und 8 führt und dass diesem ein EGF-vermittelter Rückkopplungsmechanismus zugrunde liegt. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass die EGF-induzierte Expression von Transkripten, die für die oben genannten CXCR2-Liganden kodieren, durch HCV verstärkt wird und dass dies auf der Ebene der NFκB-abhängigen Regulation erfolgt und zum Teil über eine durch MEK1 vermittelte Signalübertragung. Darüber hinaus konnte belegt werden, dass HCV auch die durch IL-1β- und in begrenztem Umfang auch die TNFα induzierte Expression oben genannter CXCR2 Liganden induziert, wobei sich dies im Falle von TNFα auf die Chemokine CXCL3 und 8 begrenzt. Sowohl knockdown Experimente mittels siRNA als auch Chromatin-Immunopräzipitationsexperimente und Untersuchungen unter Hemmung der de novo Proteinsynthese legen hierbei nahe, dass im Falle von IL-1β die Verstärkung auf Ebene der Degradation von IκBα und der Aktivierung von NFκB erfolgt. Im Rahmen der hier vorgelegten Doktorarbeit wurden zusätzlich mittels der CRISPR/Cas9 Technologie Knockout (KO)-Zelllinien der T-Zell Protein Tyrosin Phosphatase (TCPTP), einem wichtigen Negativ-Regulator des EGF-Rezeptors, generiert. Ferner wurden KO-Zellen für AKT1, einem wichtigen Signalmolekül in der EGF Signalübertragung, hergestellt, wobei erste Untersuchungen an diesen Zellen nahelegen, dass AKT1 für die Expression von CXCL1 und 2 in Huh7.5 Zellen eine Rolle spielen könnte. Zusammenfassend, belegen die in dieser Arbeit erhobenen Befunde, dass HCV die von der Wirtszelle ausgehende interzelluläre Kommunikation in Abhängigkeit von gleichzeitig agierenden Signalen wie Wachstums- oder Entzündungsfaktoren beeinflusst. Es ist deshalb davon auszugehen, dass HCV hierüber die lokale Zusammensetzung der Immunzellpopulationen beeinflussen kann und hierdurch die Entzündungsreaktion wie auch die Immunantwort des Wirtes moduliert. The hepatitis C virus (HCV) persists in patients for decades without causing recognisable symptoms. Such chronic infection leads to the development of chronic hepatitis, progression to liver cirrhosis and its consequences in a subset of patients. This long-lasting and slowly progressive course, despite sustained viral replication presupposes that HCV must possess mechanisms that enable it to undermine antiviral immunity, to influence the inflammatory response of the host, and ultimately to use the infrastructure of the host cell without impairing its viability too much. It is therefore obvious that HCV must have developed mechanisms in the course of co-evolution that enable the virus to influence the intercellular communication of the host cell and, via this, the local immunological milieu. In addition, preliminary findings, in which our research group was involved, suggest that a sustained, limited increase in serum concentrations of inflammatory cytokines such as TNFα activates latency mechanisms that can ultimately also mediate protective effects. Preliminary findings of the research group, predominantly collected at the replicon system, further demonstrate that HCV modifies epidermal growth factor (EGF)-dependent signal transmission of the host cell and influences the regulation of chemokine expression in response to EGF. Based on these findings, the molecular mechanisms were to be further investigated in the present thesis using cell culture models based on infectious HCV particles. In addition, it should be investigated to what extent HCV also influences the expression of chemokines in the host cell induced by inflammatory cytokines such as IL-1β and TNFα and to clarify the underlying molecular mechanisms. In agreement with the results of previous studies of the research group, the present work could demonstrate that HCV infection leads to an increased mRNA expression of the chemokines CXCL1, 2, 3 and 8, which belong to the group of CXCR2 ligands, and that this is based on an EGF-mediated feedback mechanism. Furthermore, it could be demonstrated that EGF-induced expression of transcripts encoding the analysed CXCR2 ligands is enhanced by HCV and that this occurs at the level of NFκB-dependent regulation and, in part, via MEK1-mediated signalling. In addition, HCV was also shown to induce IL-1β- and to a limited extent TNFα-induced expression of the aforementioned CXCR2 ligands, although in the case of TNFα this was limited to chemokines CXCL3 and 8. Knockdown experiments using siRNA as well as chromatin immunoprecipitation experiments and experiments with inhibition of de novo protein synthesis suggest that, in the case of IL-1β, the amplification occurs at the level of degradation of IκBα and activation of NFκB. In addition, knockout cell lines of T-cell protein tyrosine phosphatase (TCPTP), an important negative regulator of the EGFR, and of AKT1, an important signalling molecule in EGF signalling, were generated using the CRISPR/Cas9 technology. Initial studies on these cells suggest that AKT1 may play a role in the regulation of expression of CXCL1 and 2 in Huh7.5 cells. In summary, the findings described in this work demonstrate that HCV influences host cell-derived intercellular communication in response to concurrent signals such as growth factors or inflammatory mediators. It thus can be assumed that HCV is able to influence the local composition of immune cell populations and thereby the inflammatory reaction as well as the immune response of the host.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	21.07.2022
Dateien geändert am:	21.07.2022
Promotionsantrag am:	14.01.2021
Datum der Promotion:	01.06.2021