Das humane Cytomegalievirus (hCMV) ist ein medizinisch hoch relevantes Herpesvirus, das bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem (z.B. AIDS- und Transplantationspatienten) lebensbedrohliche Krankheiten auslösen kann und zudem die wichtigste infektiöse Ursache für embryonale Defekte ist. Bisher steht jedoch kein wirksamer hCMV-Impfstoff zur Verfügung und das Spektrum geeigneter Therapeutika ist äußerst begrenzt.
Das immediate-early 1 Protein (IE1) ist ein viraler Schlüsselregulator, der Proteine und übergeordnete Strukturen des infizierten Wirtszellkerns in vielfältiger Weise manipuliert und in der initialen Phase der Infektion in entscheidender Weise den weiteren Verlauf der hCMV-Replikation und Pathogenese bestimmt.
Ein Ziel dieser Arbeit war es, das Potential der RNA-Interferenz-Technologie als neues Therapiekonzept gegen hCMV zu untersuchen. Hierfür wurde ein Luciferase-Reportervirus hergestellt, welches das schnelle Screening antiviraler Effekte ermöglicht. Aus insgesamt 40 getesteten hCMV-gerichteten siRNAs konnten acht Moleküle identifiziert werden, die eine spezifische Inhibition der Virusvermehrung um mehr als 90% bewirkten. Die effektivsten Kandidaten wurden in Richtung einer therapeutischen Nutzung optimiert. In diesem Zusammenhang wurden IE1- und/oder IE2-spezifische siRNAs mit Zielsequenzen, die innerhalb aller annotierten hCMV-Stämme konserviert vorliegen und auch gegen klinisch relevante hCMV-Isolate antiviral aktiv waren, ausgewählt und chemisch modifiziert.
Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von IE1 auf das humane Transkriptom untersucht. Dazu wurde mit einem im Rahmen dieser Arbeit etablierten induzierbaren Expressionssystem, welches die Analyse von funktionellem IE1 außerhalb der komplexen Situation einer Virusinfektion ermöglicht, eine systematische Genexpressions-Analyse durchgeführt. Dadurch konnten 25 IE1-induzierbare humane Gene identifiziert werden, die zugleich überwiegend in Zusammenhang mit der zellulären Typ II Interferon (IFN)-Antwort stehen. Mit Hilfe verschiedener Techniken wie der quantitativen reversen Transkriptase-PCR, Immunfluoreszenz-Analysen, zellulären Fraktionierungen, Chromatin-Immunpräzipitationen sowie der Herstellung transgener Zellen, konnte ein zweiphasiger Mechanismus der IE1-vermittelten Genregulation mit Beteiligung löslicher Faktoren ermittelt werden. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die IE1-abhängige Induktion der normalerweise durch Typ II IFN regulierten Gene interessanterweise IFN-unabhängig erfolgt. Sie ist aber dennoch abhängig vom aktivierten (Y701-phosphorylierten) signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1), einem kritischen zellulären Mediator der IFN-Antwort. In Korrelation dazu konnte eine IE1-vermittelte nukleäre Akkumulation sowie eine spezifische Assoziation des STAT1-Proteins mit den Promotoren Typ II IFN-stimulierter Gene beobachtet werden.
Aufgrund der gewonnenen Daten ließ sich schließlich ein vorläufiges Modell für die IE1-induzierte Typ II IFN-artige Antwort entwickeln. Die Ergebnisse dieser Arbeit identifizieren IE1 als vielversprechende neue Zielstruktur für die hCMV-Therapie und offenbaren eine bisher noch unbekannte Funktion des viralen Proteins, die im Zusammenhang mit der hCMV-vermittelten Pathogenese oder der Virusreaktivierung stehen könnte
