Das humane Zytomegalievirus (CMV) gehört zur Familie der Herpesviren und ist während der Schwangerschaft oder bei immunsupprimierten Patienten z.B. nach Transplantationen von klinischer Bedeutung. Forscherteams um die Virologen Professor Thomas Gramberg (Universitätsklinikum Erlangen) und Professor Michael Schindler (Universitätsklinikum Tübingen) beschreiben nun, wie CMV den Nachschub an essentiellen DNA Bausteinen für die Vermehrung des viralen Genoms, den sogenannten Nukleotiden, sicherstellt.
Effekte im humanen System
In menschlichen Immunzellen wurde die DNA im Zellkern (blau), sowie Virusproteine (grün) und die phosphorylierte, also inaktivierte Form von SAMHD1 (rot) angefärbt und mikroskopisch untersucht. © Ramona Businger und Michael Schindler / Universitätsklinikum TübingenFür humanes CMV und seinen Verwandten in der Maus konnten die Forscher zeigen, dass das Virus für ein Protein kodiert, die sogenannte Kinase, die SAMHD1 modifiziert und dadurch inaktiviert. „In infizierten Mäusen, die genetisch so manipuliert wurden, dass sie kein SAMHD1 exprimieren, konnten wir eine stark gesteigerte Virusreplikation feststellen“, erklärt Janina Deutschmann, Doktorandin im Labor von Prof. Gramberg und Erstautorin der Mausstudie. „Der Effekt war sogar noch ausgeprägter, wenn die Viren nicht mehr über ihre Kinase M97 verfügten, um SAMHD1 zu inaktivieren“, führt sie weiter aus.
Komplementär hierzu untersuchte Dr. Ramona Businger, Erstautorin der zweiten Studie aus dem Labor von Prof. Schindler, Effekte im humanen System. „In primären humanen Immunzellen war nach Infektion mit CMV eine drastische Zunahme der SAMHD1-Phosphorylierung nachweisbar. Diese konnten wir in direkten Zusammenhang mit der Aktivität der viralen Kinase pUL97 bringen“, so Dr. Businger.
Es gibt jedoch auch Unterschiede zwischen Mensch und Maus. Während murines CMV SAMHD1 ausschließlich mittels der Kinase M97 ausschaltet, nimmt sein humaner Vertreter auch die Produktion von SAMHD1 ins Visier. Dies verdeutlicht, wie wichtig dieser Faktor für die Virusvermehrung ist. Zudem ist bekannt, dass auch andere Viren, und vermutlich auch Tumorzellen, SAMHD1 für eine effiziente Vermehrung inaktivieren müssen. Darauf aufbauend wollen die Forscher nun gemeinsam Lösungsansätze entwickeln, mit denen akute virale Infektionserreger sowie eventuell Tumorerkrankungen bekämpft werden können.
Quelle: Universitätsklinikum Tübingen
Originalpublikationen:
- Ramona Businger et al.; Human cytomegalovirus overcomes SAMHD1 restriction in macrophages via pUL97; Nature Microbiology, 2019, DOI: 10.1038/s41564-019-0557-8
- Janina Deutschmann et al.; A viral kinase counteracts in vivo restriction of murine cytomegalovirus by SAMHD1; Nature Microbiology, 2019, DOI: 10.1038/s41564-019-0529-z
