Funktionelle Charakterisierung der Interaktion des Hepatitis C Virus Core Proteins mit der Hepatitis B Virus Replikation

Abstract

Die Koinfektion mit dem Hepatitis B (HBV) und C (HCV) Virus stellt mit 10-20% einen beträchtlichen Anteil der chronischen viralen Hepatitiden dar. Klinisch präsentiert sie sich in den meisten Fällen als schwere Verlaufsform mit einem vermehrten Auftreten der Hepatitiskomplikationen Leberzirrhose, Hepatozelluläres Karzinom und fulminantes Leberversagen. Als Folge der Koinfektion kann es dabei in vielen Fällen zum serologischen Verstummen (negativem HBsAg Befund) der HBV-Infektion kommen. Ein pathogenetischer Zusammenhang zwischen dem schlechten klinischen Erscheinungsbild bei der HBV-HCV-Koinfektion und einer möglicherweise beeinträchtigten HBV Replikation konnte bislang nicht aufgezeigt werden.

In dieser Arbeit wurde die intervirale Interferenz des HCV Core Proteins mit dem HBV Replikationszyklus mittels molekularbiologischer Methoden untersucht. Dabei konnte erstmals eine regulatorische Interaktion des HCV Core Proteins mit der HBV Replikation nachgewiesen werden. Dies zeigte sich nicht nur bei Untersuchungen zur Transkriptionskontrolle des HBV durch das HCV Coreprotein, sondern auch bei Experimenten zur Interferenz des HCV Core Proteins mit späten HBV Replikationsschritten, wie der HBV Reifung und Sekretion.

In den Untersuchungen zu dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass das HCV Core Protein konzentrationsabhängig die Expression des HBV Core Proteins über die Modulation der HBV Promotor- und Enhancer-Elemente entweder reprimieren oder verstärken kann. Es konnte nachgewiesen werden, dass das HCV Core Protein in niedriger Konzentration zu einer Repression der HBV Transkription, einer intrazellulären HBV Retention und zum Anstieg der intranukleären HBV cccDNA Konzentration führt. Hohe HCV Core Protein Konzentrationen hingegen aktivieren die HBV Transkription, beschleunigen die Kapsidsekretion und steigern die HBeAg- und HBsAg-Produktion. Sie führen zu keiner signifikanten Änderung der intranukleären HBV cccDNA Konzentration.

Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit haben gezeigt, dass das HCV Core Protein die Replikation des HBV erheblich beeinflussen kann. Als Folge der Modulation der HBV Replikation durch das HCV Core Protein kann es zu einer intrazellulären Retention des HBV kommen, was gut mit der, bei der HBV/HCV Koinfektion häufig beobachteten serologisch "stillen" HBV Infektion korreliert. Zudem ist die intrazelluläre Akkumulation von HBV Proteinen, wie in der Literatur beschrieben, zytotoxisch und kann verantwortlich für den bei HBV/HCV Koinfektionen beobachteten schwereren Krankheitsverlauf sein.

Coinfections with the Hepatitis Viruses B (HBV) and C (HCV) account for about 10-20% of the chronic viral hepatitis cases. The most common clinical presentation is a more severe form of hepatitis, frequently followed by liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma in later years. In the course of the coinfection a transition from a HBsAg-positive to a HBsAg-negative serological state is reported. Up to now there hasn't been shown any relationship between this serological silent HBV and the more severe form of viral hepatitis under coinfection.

This work demonstrates major aspects of the interviral interference of HCV Core Protein with the replicative cycle of HBV on a molecular level. For the first time a regulative influence of HCV Core Protein on the HBV replicative cycle, including transcriptional control, maturation and secretion, could be shown.

It could be demonstrated that, depending on its concentration, HCV Core Protein controls the expression of the HBV Core Protein by either suppressing or amplifying HBV promotors and enhancers. In low concentration HCV Core Protein is able to suppress HBV transcription accompanied by an intracellular retention of HBV capsids and an intranuclear accumulation of HBV cccDNA. High HCV Core levels lead to an activation of HBV transcription, increased capsid secretion and amplification of HBeAg- and HBsAg-synthesis. High HCV Core concentrations do not alter the intranuclear HBV cccDNA-concentration.

The results of this work have shown an important insight into the replicational control of HBV by HCV Core Protein. In the course of the coinfection intracellular retention of HBV capsids can occur which could explain the reported cases of HBV silencing (serological HBsAg negativity). Moreover this intracellular accumulation of HBV capsids is cytotoxic and could be responsible for the more severe form of hepatitis under HBV/HCV coinfection.