Dokument: Charakterisierung von Hepatitis D Viren Sequenzpolymorphismen in Assoziation zum HLA-Typ des Wirtes in einer mongolischen Patientenkohorte
| Titel: | Charakterisierung von Hepatitis D Viren Sequenzpolymorphismen in Assoziation zum HLA-Typ des Wirtes in einer mongolischen Patientenkohorte | |||||||
| Weiterer Titel: | The Influence of HLA class-I associated selection pressure on Hepatitis D virus Sequence Diversity in a Mongolian collective of patients | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69216 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250414-134224-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Klöble, Anne Alina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Timm, Jörg [Gutachter] Prof. Dr. med. Keitel-Anselmino, Verena [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Trilling, Mirko [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Weltweit sind aktuell schätzungsweise 12 Millionen Menschen an einer Hepatitis D Virus (HDV)-Infektion erkrankt. Die Infektion verursacht eine akute und chronische Entzündung des Lebergewebes, assoziiert mit Leberzirrhose und dem hepatozellulären Karzinom. Die Prävalenz variiert stark zwischen den Ländern, wobei die Mongolei die höchste nationale HDV-Prävalenz aufweist. Derzeit zugelassene therapeutische Möglichkeiten sind durch hohe Rückfallraten nach Therapieende begrenzt. Die Evasion vor der HLA-Klasse I-assoziierten Immunantwort ist ein möglicher Grund für die Viruspersistenz. CD8+ T-Zellen spielen eine zentrale Rolle bei der HLA-Klasse I-assoziierten Immunantwort gegen chronische Infektionen. Eine Immunevasion durch Selektion von Virusvarianten in Zielepitopen könnte zur Viruspersistenz bei chronischen Infektionen beitragen. Experimentell konnte bereits eine CD8+ T-Zellantwort bei Patienten mit einer HDV-Infektion nachgewiesen werden. Allerdings ist noch wenig über die Selektion viraler Sequenzpolymorphismen in CD8+ T-Zellepitopen und das Ausmaß dieser Strategie der Immunevasion bei HDV bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob ein statistisch belegbarer Zusammenhang zwischen viralen Sequenzpolymorphismen und HLA-Klasse I-Molekülen als Zeichen einer kontinuierlichen Anpassung an einen CD8+ T-Zelldruck besteht. Hierzu wurden Serumproben einer großen mongolischen Kohorte HDV-positiver Probanden durch eine Kollaboration mit der Mongolian National University of Medical Sciences (Ulaanbaatar) am Institut für Virologie des Universitätsklinikums Düsseldorf charakterisiert und sequenziert. Ziel der Arbeit war es, die Sequenzvariabilität von HDV in der Mongolei zu untersuchen und zu prüfen, ob die Selektion von Immunevasionsvarianten in CD8+ T-Zellepitopen zur Evolution von HDV beiträgt.
Die Kohorte HepMongolia besteht aus Serumproben (n = 1 310) aus ländlichen Regionen der Mongolei und wurde auf Hepatitis B Virus (HBV)- und HDV-Infektionsmarker untersucht. Die kodierende Region des Delta Antigens wurde sequenziert und der HLA-Typ der Probanden bestimmt. Eine Sequenzanalyse mit dem Algorithmus SeqFeatR wurde durchgeführt, um Epitope unter Selektionsdruck in Anwesenheit von individuellen HLA-Klasse I-Allelen („HLA-footprints“) zu identifizieren. Bei 432 Hepatitis B Oberflächen-Antigen (HBsAg)-positiven Probanden waren 278 (64,35 %) HDV-Antikörper (anti-HDV) reaktiv. HDV-RNA wurde bei 213 von 278 anti-HDV-positiven (76,62 %) Probanden mit einer medianen HDV-Viruslast von 34 508 Kopien/ml nachgewiesen. Das kleine Delta Antigen wurde bei 157 Proben erfolgreich sequenziert. Phylogenetische Analysen zeigten, dass alle mongolischen Deltavirusisolate dem Genotyp 1 zuzuordnen sind, darunter waren in der Literatur noch nicht vorher beschriebene Subtypen. An zwölf Positionen wurden virale Sequenzpolymorphismen gefunden, die in Anwesenheit von bestimmten HLA-Genotypen signifikant angereichert waren und damit auf HLA-Klasse I-assoziierten Selektionsdruck hinweisen. Für die Mehrheit dieser Positionen wurden überlappende Epitope, die von relevanten HLA-Klasse I-Molekülen präsentiert werden, über HLA-Klasse I-Bindungs-Algorithmen der Immune Epitope Database (IEDB) vorhergesagt. Somit wurde gezeigt, dass Probanden mit bestimmten HLA-Klasse I-Allelen an verschiedenen Positionen einen Sequenzpolymorphismus als Hinweis auf eine Evasion vor der adaptiven Immunantwort zeigen. Ähnlich wie bei anderen chronischen Virusinfektionen scheint HDV eine kontinuierliche Anpassung an HLA-Klasse I-assoziierten Selektionsdruck zu zeigen, die als HLA-footprints in zirkulierenden Isolaten nachweisbar sind. Diese Anpassung scheint die Evolution von HDV zu beeinflussen und zu einer hohen HDV-Sequenzvariabilität zu führen. Die in dieser Arbeit beschriebenen HLA-footprints ergänzen die laufende Erfassung HDV-spezifischer CD8+ T-Zellepitope und unterscheiden sich von bisher beschriebenen HLA-footprints einer europäisch-iranischen Kohorte, hinweisend auf einen populationsabhängigen HLA-Klasse I-assoziierten Selektionsdruck. In Folgeuntersuchungen könnten aufgeführte Evasionsmechanismen zur Charakterisierung von HDV-spezifischen CD8+ T-Zellen verwendet werden und zur Entwicklung neuer therapeutischer Strategien, wie prophylaktischer Impfstoffe gegen HDV, beitragen.An estimated number of 12 million people worldwide are currently infected with the hepatitis D virus (HDV). The infection causes acute and chronic inflammation of the liver tissue, associated with liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. The prevalence varies widely between countries, with Monogolia having the highest national prevalence of HDV. Currently approved treatment options are limited by the high rate of relapse at the end of treatment. Immune escape from the HLA class I-associated immune response may be a reason for viral persistence. Antiviral CD8+ T cells are a key component of the adaptive immune response against chronic viral infections. Immune escape may contribute to viral persistence in chronically infected patients through selection of viral variants in targeted epitopes. Although CD8+ T cell responses against HDV have been detected, little is known about selection of viral sequence polymorphisms and the extent of this immune escape strategy. Statistical associations between viral sequence polymorphisms and HLA class-I molecules are a powerful approach to identify positions under CD8+ T cell pressure. Serum samples from a large cohort of HDV-infected patients were characterised and sequenced in collaboration with the Mongolian National University of Medical Sciences (Ulaanbaatar) at the Institute of Virology of the University Hospital Düsseldorf. The aim of the study was to investigate the sequence variability of HDV in Mongolia and to determine whether selection of immune evasion variants in CD8+ T cell epitopes contributes to the evolution of HDV. The HepMongolia, a cohort (n = 1 310) from the rural Mongolian countryside was analyzed for markers of hepatitis B virus (HBV)- and HDV-infection. The complete genomic region coding for the delta antigen was sequenced and the HLA-type was determined. Residues under selection pressure in the presence of individual HLA class-I alleles (“HLA-footprints”) were identified with the sequence analysis algorithm SeqFeatR. Of 432 Hepatitis B surface Antigen (HBsAg)-positive patients, 278 (64.35 %) were anti-HDV antibodies (anti-HDV) positive and HDV-RNA was detected in 213 of 278 (76.62 %) patients with a median HDV viral load of 34 508 copies/ml. The small delta antigen was successfully sequenced from 157 samples. Phylogenetic analysis revealed that all Mongolian HDV isolates belong to HDV genotype 1 with a number of novel so far unassigned subtypes. At twelve positions viral sequence polymorphisms were significantly enriched in the presence of certain HLA-genotypes, indicating HLA class I-associated selection pressure. For the majority of these positions, overlapping epitopes presented by the relevant HLA class-I molecule were predicted in HLA class-I binding prediction algorithms as implemented in the Immune Epitope Database (IEDB). It has been shown that patients with certain HLA class-I alleles have a sequence polymorphism at different positions, indicating escape from the adaptive immune response. Similar to other chronic viral infections there is strong evidence that HDV continuously adapts to HLA class-I associated selection pressure leaving HLA-footprints in circulating isolates. This adaption seems to influence the evolution of HDV leading to a high HDV-sequence varibilty. The HLA-footprints identified in this work can support the ongoing mapping of HDV-specific CD8+ T cell epitopes and differ from previously described HLA-footprints of a European-Iranian cohort, indicating a population-dependent HLA class I-associatied selection pressure. In future studies, the evasion mechanisms described could be used to characterise HDV-specific CD8+ T cells and may contribute to the development of new therapeutic strategies, such as prophylactic vaccines against HDV. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Virologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.04.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.04.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 23.07.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 25.03.2025 |
