Evaluation der MDA-5 abhängigen Immunstimulation durch virale Replikons und enzymatisch hergestellte Polynukleotide

Abstract

Bei einer Infektion des Körpers durch ein Pathogen muss das Immunsystem schnell reagieren, um eine Ausbreitung des Krankheitserregers zu verhindern. Dies geschieht durch hochkonservierte Strukturen (pathogen associated molecular patterns, PAMPs) auf Pilzen, Bakterien und Viren, die über spezielle Rezeptoren (pattern recognition receptors, PRR) als „fremd“ identifiziert werden. Einer dieser Rezeptoren ist die zytosolische Helikase MDA-5, die Doppelstrang-RNA als Ligand besitzt. Obwohl bekannt ist, dass das synthetische dsRNA-Analogon pI:C und das Genom von Picornaviren eine Aktivierung von MDA-5 bewirken, bleibt die genaue Struktur, die als Erkennungsmuster dient, unbekannt. Diese Arbeit identifizierte Eigenschaften sowohl von pI:C, als auch von viraler RNA, die notwendig sind um eine Interferonantwort über MDA-5 zu erreichen. <br /> Es wurden lange RNA-Stränge mit unterschiedlichen Sequenzen mit Hilfe der Polynukleotidphosphorylase (PNPase) hergestellt und auf ihre Stimulationsfähigkeit untersucht. Des Weiteren wurde pI:C im Ultraschallbad mechanisch verkürzt und analysiert, welchen Einfluss die Länge auf die produzierte Interferonmenge hat. <br /> Weiterhin wurden virale Strukturelemente mittels <em>in vitro</em> Transkription hergestellt und replikationsfähige und –inkompetente Elemente verglichen. <br /> Es konnte gezeigt werden, dass die Länge von pI:C, positiv mit der Aktivierung von MDA-5 korreliert. Aber auch die Basenabfolge ist entscheidend bei der Eigenschaft als Ligand. Hierbei werden auch komplexere Sequenzen erkannt, sofern sie einen Mindestanteil I:C-Basenpaarungen enthalten. <br /> Es wurde festgestellt, dass virale Strukturelementen von Polio-, Sindbis- und Yellowfevervirus MDA-5 abhängig erkannt werden. Dabei war die Replikationsfähigkeit der viralen RNA für die Aktivierung von MDA-5 und die dabei induzierte Interferonantwort nicht notwendig.