Die Rolle von Interferon-kappa und Sp100 Proteinen bei der Infektion mit dem Cottontail Rabbit Papillomvirus in vivo

Abstract

Persistierende Infektionen mit humanen Papillomviren (HPV) vom Hochrisiko-Typ können zu malignen Tumoren des Ano-Genitaltraktes sowie des Mund-Rachenraums führen. HPV ist weltweit verbreitet und wird meist sexuell übertragen. Interferone (IFN) sind Zytokine, die eine Vielzahl von Genen induzieren, welche zum Teil antivirale Aktivität besitzen. IFN-κ wird in kultivierten humanen Keratinozyten im Gegensatz zu anderen Typ I Interferonen konstitutiv und in hohen Mengen exprimiert. Hochrisiko HPV Typen inhibieren die Expression von IFN-κ, was eine besondere Rolle von IFN-κ bei der Abwehr von Papillomvirus Infektionen nahelegt. Neuere Zellkulturarbeiten haben diese Annahme bestärkt und gezeigt, dass die anti-HPV Aktivität von IFN-κ zumindest teilweise auf der Induktion von Sp100 Proteinen beruhen könnte. Neuere Studien beschreiben unabhängig davon Sp100 als Restriktionsfaktor gegenüber HPV18 und HPV31. Um die Wirkung von IFN-κ und Sp100 Proteinen in vivo zu untersuchen, wurde das Cottontail Rabbit Papillomavirus (CRPV)/Wildkaninchen Modell genutzt. Die Infektion von Wildkaninchen mit CRPV führt zur Entstehung von Papillomen, die zu invasiven Plattenepithelkarzinomen progredieren können. In Zellkultur-Experimenten konnte zunächst gezeigt werden, dass Kaninchen Sp100 sowohl durch IFN-β als auch durch IFN-κ induzierbar ist. Gleichzeitig konnte die virale Transkription von CRPV-positiven Kaninchen-Keratinozyten mittels IFN-κ haltigem Zellkultur-Überstand nur leicht inhibiert werden. Mit Reporterassays konnte gezeigt werden, dass durch die Überexpression der humanen Isoformen Sp100B, Sp100C und Sp100HMG in CRPV-positiven Kaninchen-Keratinozyten die transkriptionelle Aktivität der upstream regulatory region von CRPV um etwa 95 % reduziert wird. In Vorbereitung auf die Tierversuche wurden effektive IFN-κ und Sp100 shRNA Knock-down Sequenzen konstruiert und in Kaninchen-Keratinozyten getestet. Überraschenderweise verringerte sich hierbei die virale Transkription durch den Knock-down von Sp100 Proteinen in CRPV-positiven Keratinozyten um bis zu 81 %. Mittels rekombinanten CRPV-shIFN-κ beziehungsweise CRPV-shSp100 Genomen konnte schließlich der Einfluss der Proteine auf Papillomvirus-Infektionen am Kaninchen untersucht werden. Es konnten keine messbaren Effekte des Knock-downs von IFN-κ oder Sp100 auf die Papillom-Induktionsrate oder die Progression der Papillome nachgewiesen werden. Anschließende Gewebebiopsien zeigten jedoch, dass in den CRPV-shSp100 induzierten Papillomen sowohl die Viruskopienzahl als auch Transkripte des späten Promotors leicht erniedrigt waren. Das Vorhandensein von Sp100 Proteinen im Kaninchen könnte somit speziell auch für den Übergang in die produktive Replikations-Phase von CRPV wichtig sein. Die zu humanem Sp100 konträren Effekte der Zellkultur-Experimente und der Tierversuche können neben Spezies-spezifischen Effekten auch durch andere Mengenverhältnisse der Sp100 Isoformen erklärt werden. Vermehrt vorhandene Sp100 Isoformen, welche der humanen Sp100A Isoform ähneln und somit die virale Transkription und Replikation verstärken, sind denkbar.