Etablierung und Evaluierung eines Mikroneutralisationstests mit Trophoblasten-Primärkulturen zur Abschätzung des HCMV-Transmissionsrisikos bei maternaler Primärinfektion

Abstract

Die kongenitale HCMV-Infektion ist die weltweit häufigste angeborene Virusinfektion mit teilweise schwerwiegender kindlicher Schädigung. Die mütterliche Primärinfektion während der Schwangerschaft stellt mit einer Übertragungsrate von 40 – 50% den Hauptrisikofaktor für eine intrauterine Transmission und schwere Embryofetopathien dar, eindeutige prädiktive Marker zur Identifikation von der Überträgerinnen existieren jedoch bislang nicht. Die Übertragung erfolgt primär hämatogen über die Plazenta wobei den Trophoblasten als erste Barriere zwischen mütterlicher und kindlicher Zirkulation eine zentrale Bedeutung zukommt.

In dieser Arbeit wurde anhand eines in-vitro-Modells der Effekt von HCMV-Antiseren primärinfizierter Schwangerer auf die Infektion von villösen Trophoblasten untersucht. Zum Vergleich wurden gleichermaßen zwei weitere plazentare Zelllinien sowie humane Vorhautfibroblasten eingesetzt. Aus Term-Plazenten wurden Primärkulturen villöser Trophoblasten gewonnen, die in vitro zu multinukleären Synzytien differenzierten und produktiv mit HCMV infiziert werden konnten. Anhand eines speziell für die plazentaren Zelllinien entwickelten ELISA-basierten Mikroneutralisationstest konnte das Ausmass der Trophoblasteninfektion in Anwesenheit von Transmitterseren und Nontransmitterseren evaluiert werden. Dabei war im Trophoblasten-Neutralisationstest eine Korrelation von Neutralisationstiterhöhe und Transmissionsrisiko festzustellen: Höhere Neutralisationstiter waren im untersuchten Kollektiv mit einem signifikant erhöhten Transmissionsrisiko assoziiert. Diese Beobachtung ist im Hinblick auf die Risikoabschätzung und Planung einer pränatalen Diagnostik oder Einleitung von präventiven Maßnahmen bei primärinfizierten Schwangeren von grosser Bedeutung Sollte sich der prädiktive Wert an einem grösseren Kollektiv bestätigen, stünde ein wertvoller Test zur Vorhersage der Übetragungswahrscheinlichkeit einer mütterlichen Primärinfektion zur Verfügung.

HCMV is the most common cause of symptomatic congenital viral infection. Showing a transmission rate to the fetus of 40 to 50 %, primary maternal HCMV infection in pregnancy represents the major risk factor for intrauterine transmission and serious fetal damage as well as numerous sequelae. However, there is no prognostic marker to predict whether the virus will be transmitted to the fetus. Maternofetal transmission occurs primarily through a hematogenous transplacental pathway, wherein the villous trophoblast as first barrier between maternal blood and fetal tissue can play a key role in transmitting HCMV. In the present study, the effect of sera from pregnant women with primary HCMV infection on the infection of villous throphoblasts was investigated using an in vitro model. In addition, two other placental cell lines as well as human foreskin fibroblasts were used for comparative testing. In primary villous trophoblast cultures obtained from human term placentae the differentiation in multinucleated syncytiotrophoblasts could be demonstrated and productive HCMV infection was proofed. Particularly for placental cell lines, an ELISA-based micro-neutralisation test was established and optimized in order to analyse and compare the extent of infection and the neutralizing capacity respectively in the presence of different antisera. Employing the trophoblast-micro-neutralisation test with maternal sera from transmitters and non-transmitters a correlation was found between neutralisation titers and transmission risk. Higher neutralisation titers were associated with a significantly higher transmission risk in the investigated collective. This result is of particular importance concerning the prediction of the transmission risk to the fetus. Consequently, it can support prenatal diagnosis or treatment of pregnant women. Due to the limited number of investigated serum samples the obtained results have to be verified in tests with explicitly larger collectives. If the predictive value can be confirmed, the established method will provide a valuable test to estimate the transmission risk of a maternal primary infection.