Defensine als innovative antivirale Therapiemöglichkeit der Infektion mit humanen Zytomegalieviren

Abstract

HCMV ist weltweit die häufigste Ursache für kongenitale Infektionen und kann zu schwerwiegenden Entwicklungsstörungen bei Neugeborenen führen. Die zur Verfügung stehenden antiviralen Medikamente haben schwere Nebenwirkungen und führen häufig zu Resistenzen. Defensine sind von körpereigenen Zellen produzierte Peptide, die ein breites antimikrobielles Spektrum haben. Unser Ansatz beruht auf der Beobachtung, dass bei der proteolytischen Spaltung von Defensinen Fragmente entstehen, die immer noch antimikrobielle Aktivität besitzen. Das Ziel dieser Arbeit war es, Peptide zu identifizieren, die in vitro antiviral aktiv gegen HCMV sind, ohne dabei zytotoxisch zu wirken. Ein Set von Peptiden wurde auf unterschiedlichen Zellarten auf seine antivirale Aktivität und in verschiedenen Assays auf Toxizität untersucht. Das vielversprechendste Peptid wurde weitergehend auf seine antivirale Aktivität gegen klinische HCMV-Isolate getestet. Um Hypothesen zum Wirkmechanismus zu erarbeiten, wurden einzelne Aminosäuren des Fragments ausgetauscht, zudem wurden Präinkubations-Assays, Time of Addition-Assays und Untersuchungen mit einem dual fluoreszierenden Virus durchgeführt. In zusätzlichen Experimenten wurde das Peptid in Zebrafischen auf Toxizität untersucht. Mit HD5 (1-9) wurde ein Peptidbruchstück gefunden, das in der Zellkultur ab 50 µM antivirale Aktivität gegen einen laboradaptierten HCMV-Stamm sowie gegen klinische HCMV-Isolate hat und bis zu einer Konzentration von 150 µM keine Toxizität in der Zellkultur zeigt. Bis zu einer Konzentration von 75 µM hat das Peptid keinen schädigenden Einfluss auf die Embryonalentwicklung von Zebrafischen. Arginine und Cysteine wurden als die für den antiviralen Effekt entscheidenden Aminosäuren identifiziert und es konnte gezeigt werden, dass durch eine direkte Interaktion zwischen Peptid und Zelle vermutlich die Anheftung der viralen Partikel an die Zielzelle unterbunden wird. Insgesamt sind Defensin-abgeleitete Peptide als Leitstrukturen für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente gegen HCMV-Infektionen ein vielversprechender neuer Ansatz.