Etablierung von Zellkultur und Tiermodellen zum Studium neu identifizierter Atemwegspathogene (hMPV, hCoV-NL63 und SARS-CoV)

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden das humane Metapneumovirus (hMPV) und das respiratorische Synzitial Virus (hRSV) <i>in vitro</i> und <i>in vivo</i> untersucht. <br /> Beide Viren entstammen der Familie der <i>Paramyxoviridae</i>, verursachen milde bis schwerwiegende Atemwegsinfektionen und sind anhand der Krankheitssymptome nicht voneinander unterscheidbar. Davon betroffen sind vor allem Kleinkinder, immunsupprimierte und ältere Menschen. Es wurde eine humane Zelllinie neu für die Replikation beider Viren identifiziert, die im Vergleich zu bisher verwendeten, nicht-humanen Zelllinien sowohl eine hochtitrige Replikation beider Viren erlaubt, als auch eine <i>in vitro</i> Charakterisierung molekularer Mechanismen vor humanem Hintergrund ermöglicht. Dabei zeigte sich, dass eine hMPV-Infektion andere zellmorphologische Strukturen induziert sowie unterschiedliche Zellsignalwege aktiviert als eine hRSV-Infektion. An einem optimierten BALB/c-Mausmodell wurde weiterhin gezeigt, dass hMPV und hRSV als Einzel- und als Doppelinfektion auch <i>in vivo</i> Unterschiede auf zellulärer Ebene hervorrufen. Da bekannt ist, dass auch ältere Individuen trotz der Anwesenheit neutralisierender Antikörper schwerwiegend an hMPV und hRSV erkranken, wurden ebenfalls altersbedingte Unterschiede untersucht. Es zeigten sich gegensätzliche immunologische Reaktionen auf zellulärer Ebene abhängig vom Alter des Tieres und dem Virus, der zur Infektion verwendet wurde: beispielsweise war der NF-kB-Spiegel in hMPV- und doppelinfizierten jungen Tieren deutlich erhöht, verblieb jedoch niedrig bei hRSV-infizierten Tieren, während bei alten Tieren das gegensätzliche Resultat beobachtet wurde. Bei keiner der infizierten Tiergruppen wurde eine Veränderung der Aktivität, des Gewichts und der Futteraufnahme im Vergleich zu Mock- oder Negativkontrolltiergruppen beobachtet, obwohl eine Replikation des jeweilig eingesetzten Virus zweifelsfrei nachgewiesen wurde. Die produktive Infektion in Zusammenhang mit den unterschiedlichen zellulären Reaktionen führt zu der Annahme, dass junge und alte Individuen jeweils unterschiedliche Mechanismen zur Bekämpfung viraler Pathogene anwenden.<br /> Der letzte Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung einer Tierversuchsplattform für das <i>Severe acute respiratory syndrome</i>- assoziierte Coronavirus (SARS-CoV) und das humane Coronavirus NL63 (hCoV-NL63). Untersucht wurde die Suszeptibilität syrischer Goldhamster und alter C57BL/6-Mäuse für hCoV-NL63 und verschiedene <i>wt</i>-Stämme von SARS-CoV.