Inhaltszusammenfassung:
Die humanen Papillomaviridae (HPV) sind menschliche Mukosa und Haut infizierende DNA-Viren. Es gibt über 130 genetisch unterschiedliche HPV-Typen, deren Aminosäuresequenz des Hauptkapsidproteins L1 sich um bis zu 60% unterscheidet. Eine persistente Infektion mit einem der Hochrisikotypen (z.B. HPV16 und 18), ist unabdingbare Voraussetzung für die Entwicklung mehrerer bösartiger Tumorarten, darunter Gebärmutterhalskrebs. Die risikoarmen HPV Typen (z.B. HPV6 und 11) verursachen störende Warzen an der Infektionsstelle, sind aber nicht an der Entstehung von Krebs beteiligt.
Während dieser Arbeit sollten CD4 T-Zellepitope der L1-Proteine der Typen HPV6, HPV11, HPV16 und HPV18 identifiziert werden. Hierfür wurde ein Ansatz der reversen Immunologie angewandt. Aufgrund ihres SYFPEITHI-Wertes und ihrer Promiskuität wurden die vielversprechendsten Epitopkandidaten ausgewählt. Mononukleäre Zellen des peripheren Blutes gesunder Spender wurden auf T-Zellantworten gegen diese Kandidaten untersucht. Die gefundenen Epitope wurden mittels Durchflusszytometrie validiert. Der anti-L1 Serostatus der Spender wurde bestimmt und mit den Daten der T-Zellantworten verglichen. Die dabei aufkommenden Hinweise auf Kreuzreaktivität zwischen HPV-Typen wurden mittels der Untersuchung L1-spezifischer T-Zellklone weiter verfolgt.
23 T-Zellepitope wurden per ELISPOT identifiziert, darunter sechs FREPs (häufig erkannte Epitope), die von 29-44% der gesunden Spender erkannt wurden. Die MHC Klasse II Restriktion acht der Epitope wurde mittels Durchflusszytometrie validiert. Ein Vergleich der Typenspezifität der Antikörper- und der T-Zellantwort deutete auf eine Kreuzreaktivität L1-spezifischer T-Zellen hin. Durch Einzelzellsortierung konnten vier T-Zellklone gewonnen werden, die eine wichtige Region des L1 Proteins erkannten. Die Klone zeigten eine Kreuzreaktivität zwischen den L1 Proteinen von HPV6, HPV11, HPV18, HPV 31 und 45. Innerhalb einer HPV Spezies war die Kreuzreaktivität am stärksten. Während die Antikörperantwort typenspezifisch war, erkannten die T-Zellen eine Gruppe eng verwandter Epitope, die von verschieden HPV Typen stammten.
Dies legt die Vermutung nahe, dass diese T-Zellkreuzreaktivität die Erkennung eines neuen HPV Serotyps durch das Immunsystem beschleunigt und dadurch hilft diese Neuinfektion erfolgreich zu bekämpfen.
Abstract:
The human papillomaviridae (HPV) are DNA viruses that infect the human mucosa and the skin. Over 130 genetically different HPV types are described. The amino acid sequence of L1, the major capsid protein, differs up to 60%. The persistent infection with a high-risk HPV (e.g. HPV16 and 18) is the necessary cause for the development of several malignancies, among these cervix carcinoma. The low-risk types (e.g. HPV6 and 11) are causing bothersome warts at the site of infection but are not associated with the development of cancer.
This study was directed at identifying CD4 T-cell epitopes derived from the L1 protein of HPV6, HPV11, HPV16 and HPV18. Therefore, the strategy of reverse immunology was applied. Most promising candidate epitopes were chosen for their SYFPEITHI score and their promiscuity. These candidates were used to screen PBMCs of healthy donors for T-cell responses. The found epitopes were validated by flow cytometry. The anti-L1-serostatus of the blood donors was analyzed and correlated with the T-cell data. The emerging assumption of inter-HPV type cross-reactivity of the T cell response was further investigated by an analysis of L1 specific T-cell clones.
23 T-cell epitopes were identified by ELISPOT. Among these were six FREPs (frequently recognized epitopes) that were recognized by between 29 and 44% of healthy donors. The MHC class II restriction of eight epitopes was verified by flow cytometry. The correlation of the type specificity of T-cell and antibody responses indicated a cross-reactivity of the L1 specific T cells. Four clones, specific for a prominent region of the L1 protein could be obtained by single-cell sorting. The T-cell clones showed cross-reactivity between the L1 proteins of HPV6, HPV11, HPV18, HPV31 and 45. The cross-reactivity was strongest within one HPV species. While the antibody response was type specific, the T cells recognized a set of strongly related epitopes that originate from different HPV types.
It can be speculated that this T-cell cross-reactivity allows the immune system to fasten the identification of a new serotype and to overcome the infection.
CD4 T cells