Pathogenese infektionsbedingter Tumoren

  • Immunologie, Infektion und Krebs
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Prof. Dr. Henri-Jacques Delecluse

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Das Epstein-Barr-Virus (EBV) infiziert die große Mehrheit der Bevölkerung und ist für 1 bis 2 % aller Krebserkrankungen verantwortlich. Unsere Projekte zielen darauf ab zu verstehen, wie das Virus diese Tumore auslöst.

Unsere Forschung

Das Epstein-Barr-Virus (EBV) infiziert die große Mehrheit der Bevölkerung und ist für 1 bis 2 % aller Krebserkrankungen verantwortlich. EBV ist auch für die Entwicklung der infektiösen Mononukleose (IM, auch Pfeiffersche Drüsenfieber genannt), einem häufigen und potenziell schwächenden infektiösen Syndrom, verantwortlich. Jüngste epidemiologische Studien haben gezeigt, dass EBV eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Autoimmunkrankheiten spielt, insbesondere bei der Multiplen Sklerose. Schließlich ist es eines der letzten Tumorviren, für das es weder einen präventiven Impfstoff noch eine heilende Behandlung gibt.

Unsere Projekte zielen darauf ab, zu verstehen, wie das Virus diese Tumore auslöst. Wir haben bereits herausgefunden, dass die zahlreichen vom Virus kodierten microRNAs seine onkogenen Eigenschaften modulieren (Lin et al., PLoS Path 2015; Bernhardt et al., PLoS Path 2016; Haar et al., NAR 2016). Anschließend richteten wir unsere Aufmerksamkeit auf die Rolle von Virusvarianten bei der Entstehung von Krebserkrankungen (Li et al., Nature Microbiology 2019; Tsai et al., Cell reports 2015). In der Tat weisen einige EBV-assoziierte Tumoren wie Nasopharynxkarzinome und Burkitt-Lymphome eine auffallend heterogene geografische Verteilung auf. Wir haben gezeigt, dass einige dieser Unterschiede durch die Infektion mit bestimmten Typen von Epstein-Barr-Viren erklärt werden können.

Eine weitere interessante Frage ist der Beitrag der lytischen Replikation, des Prozesses, der zur Produktion von Viren führt, zur Krebsentwicklung. Wir haben gezeigt, dass die infektiösen EBV-Partikel die Zentrosomenmaschinerie deregulieren und genetische Instabilität induzieren können (Shumilov et al., Nature Comm 2017). Dieses neu identifizierte Krebsrisiko ist unabhängig vom viralen Genom und könnte das Spektrum der durch das Virus verursachten Krankheiten erheblich erweitern.

In jüngster Zeit haben wir ein gemeinsames Projekt begonnen, um die Rolle des EBV bei der Entwicklung der Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose zu untersuchen. Wir werden die Wechselwirkungen zwischen dem Virus und dem Wirt untersuchen, wobei wir uns auf die Rolle von Polymorphismen, sowohl viraler als auch zellulärer Art, konzentrieren und darauf, wie sie die Immunantwort gegen das Virus beeinflussen.

Wir haben auch eine neue Art der Immuntherapie entwickelt, die auf Antikörpern basiert, die Oberflächenproteine auf Tumorzellen erkennen und mit viralen Antigenen kombiniert werden. Der Antikörperanteil bindet sich an die Tumorzellen und ermöglicht die Internalisierung der viralen Antigene. Diese wiederum werden auf MHC-Klasse-II-Moleküle geladen und ermöglichen die Erkennung der Tumorzellen durch T-Zellen, die spezifisch für das virale Antigen sind. Diese mit Antigenen beladenen Antikörper (AgAbs) haben ihre Wirksamkeit in einem Lymphom-Modell in vitro bewiesen. Seitdem haben wir Hinweise für die Wirksamkeit und Sicherheit in einem Tiermodell für akute myeloische Leukämie erhalten.

ZUKÜNFTIGE AUSSICHTEN

Wir werden unsere Projekte zu den molekularen Mechanismen von EBV-induziertem Krebs fortsetzen und ein neues Projekt zur Rolle von EBV bei der Entstehung von Multipler Sklerose und anderen Autoimmunkrankheiten entwickeln. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Weiterentwicklung von immuntherapeutischen Strategien auf der Grundlage von antigenbeladenen Antikörpern sein.

Projekte

EBV-infizierte Zellen zeigen eine Überduplikation der Zentrosomen. Mit dem Epstein-Barr-Virus infizierte Zellen wurden zytozentrifugiert und mit DAPI, einem für alpha-Tubulin spezifischen Antikörper zur Visualisierung der mitotischen Spindel oder einem für Zentrin-2 spezifischen Antikörper gefärbt. Die Zentrin-2-Färbung hebt die Zentriolen hervor. Das obere Feld zeigt eine Interphasezelle mit mehr als 2 Zentriolen. Das untere Feld zeigt eine tripolare Mitose, die um eine erhöhte Anzahl von Zentriolen organisiert ist.

Infektionen mit dem Epstein-Barr-Virus (EBV) werden mit der Entstehung von Krebs in Verbindung gebracht. Die lytische Replikation des EBV, der Prozess, der Virusnachkommen erzeugt, ist ein starker Risikofaktor für einige Krebsarten. Wir haben kürzlich berichtet, dass eine EBV-Infektion von B-Lymphozyten in vitro und in einem Mausmodell zu einer erhöhten Rate an Zentrosomenamplifikation führt (Abbildung 1), die mit chromosomaler Instabilität einhergeht. Wichtig ist, dass dieser Effekt mit virusähnlichen Partikeln ohne EBV-DNA reproduziert werden kann, nicht aber mit defekten virusähnlichen Partikeln, die keine Wirtszellen infizieren können, weil ihnen ein Glykoprotein fehlt, das am Eintritt in die Zielzellen beteiligt ist.

Wir konnten erstmals das virale Tegumentprotein BNRF1 als Auslöser der Zentrosomen-Amplifikation durch Überduplikation der Zentrosomen-Maschinerie identifizieren. EBV-Mutanten, denen BNRF1 fehlt, haben diese Eigenschaft verloren, aber sie kann durch Wiedereinführung des BNRF1-Proteins in das Viruspartikel wiederhergestellt werden. Wichtig ist, dass BNRF1 in transfizierten Zellen im Zentrosom-Kompartiment lokalisiert ist. Damit wurde ein neuer Mechanismus identifiziert, durch den EBV-Partikel eine chromosomale Instabilität hervorrufen können, ohne eine chronische Infektion zu verursachen, wodurch ein Risiko für die Entwicklung von Tumoren entsteht, die nicht unbedingt das virale Genom tragen.

In laufenden Projekten wird untersucht, welchen Beitrag andere EBV-Proteine zur Entwicklung genetischer Instabilität beitragen und wie sie mit der Zellmaschinerie interagieren, um diese Anomalien zu verursachen.

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Ausgewählte Publikationen

2023 - mBio
2019 - Nature Microbiology
2018 - Leukemia
2017 - Nature Communications

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