English Title: Immune evasion of Herpes-simplex-Virus Typ 1: attack on cells of the immune system

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Abstract

Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, neue Mechanismen zu identifizieren, wie HSV-1 die Immunantwort durch Interaktion mit Zellen des Immunsystems unterdrücken kann. Es konnte kein verändertes Proliferationsverhalten von Lymphozyten in Anwesenheit von VP22 beobachtet werden. Wie die vielfältigen Interaktionen dieses viralen Tegumentproteins mit zellulären Molekülen verdeutlicht, läßt sich eine Rolle von VP22 in der Immunevasion damit jedoch nicht ausschließen. Dagegen konnte gezeigt werden, daß HSV-1 in unreifen Dendritischen Zellen über einen Caspase-8 abhängigen Mechanismus Apoptose einleiten kann. In infizierten Zellen war die Menge an TNFalpha und TRAIL stark erhöht. Die Menge an CD95L blieb jedoch unverändert. Da unreife Dendritische Zellen resistent gegen einen durch Todesliganden induzierten Zelltod sind, müssen Viren diese Zellen durch einen veränderten Signalweg empfänglich für Apoptose machen. Die Expression einiger Proteine, die an der Regulation der Apoptose beteiligt sind (z.B. Bcl-2, RIP, FADD), wurde nach HSV-1-Infektion nicht verändert. Allerdings konnte gezeigt werden, daß die Menge an p53 im Zytoplasma nach HSV-1-Infektion verstärkt wurde. Eine Translokation von p53 in den Zellkern und eine damit verbundene Transkriptionsaktivität konnte aber ausgeschlossen werden. Darüber hinaus zeigte sich auf Proteinebene eine 50%ige Verringerung von c-FLIP(L) in HSV-1-infizierten unreifen Dendritischen Zellen. Die Transkriptmenge von c-FLIP(L) war nach HSV-1-Infektion jedoch erhöht, was dessen Herunterregulation durch eine verminderte Transkription oder mRNA-Stabilität ausschließt. Statt dessen könnte eine Ubiquitinylierung und ein Abbau durch Proteasomen an der verringerten Proteinmenge von c-FLIP(L) beteiligt sein. Dazu scheint die Transkription früher Gene notwendig zu sein, da die HSV-1-induzierte Apoptose unreifer Dendritischer Zellen nicht durch die Anwesenheit von Acyclovir, einem Inhibitor der herpesviralen DNA-Replikation, gehemmt werden konnte. Letztendlich war der zugrundeliegende Mechanismus zelltypspezifisch, da andere Zellen des Immunsystems, die mit HSV-1 infiziert wurden, unveränderte c-FLIP(L)-Mengen zeigten. Die hier untersuchten Wechselwirkungen von HSV-1 mit seinen Wirtszellen sind nur wenige Beispiele einer Vielzahl möglicher viraler Immunevasionsmechanismen. Die fehlende Kenntnis der Funktion aller viraler Proteine läßt vermuten, daß die Interaktion von HSV-1 mit seinem Wirt und damit auch dem Immunsystem noch sehr viel komplexer ist, als es bisher absehbar ist.

Translation of abstract (English)

The aim of this study was to identify new mechanisms by which HSV-1 can suppress the immune system through interaction with cells of the immune system. The proliferation of lymphocytes did not change in the presence of HSV-1 tegument protein VP22. Besides, a role of VP22 in the viral immune evasion cannot be excluded, since there are various interactions of this viral protein with cellular molecules. Moreover, it could be shown, that HSV-1 can induce apoptosis in immature dendritic cells through a caspase-8 dependent mechanism. Expression levels of TNFalpha and TRAIL were highly increased in infected cells. Nevertheless, the expression level of CD95L remained unaltered. As immature dendritic cells are resistent against death ligand mediated cell death, there has to be another cellular pathway to be altered in order to make these cells susceptible for apoptosis. The expression of some apoptosis-related proteins (e.g. Bcl-2, RIP, FADD) did not change after HSV-1-infection. However, p53, a proapoptotic molecule, accumulated in the cytoplasm of HSV-1-infected cells. Nevertheless, a translocation of p53 into the nucleus and, thus, a transcriptional activity could be excluded. Additionally, there was a 50% reduction on the protein level of c-FLIP(L) in HSV-1-infected immature dendritic cells. The mRNA-amount of c-FLIP(L) in HSV-1-infected cells was increased, which excludes its downregulation due to decreased transcriptional activity or decreased mRNA-stability. Instead, the reduced protein level of c-FLIP(L) could be caused by ubiquinylation and subsequent degradation by proteasomes. This mechanism requires the transcription of early genes, because the HSV-1-induced apoptosis could not be blocked by acyclovir, an inhibitor of the viral DNA-replication. Finally, the downregulation of c-FLIP(L) was specific for this cell type, as other immunocompetent cells, infected with HSV-1, showed unaltered levels of this protein. The interactions of HSV-1 with cells of the immune system examined in this study, are only some of many immune evasion strategies known. Since not all of the viral proteins and their functions are characterised, it can be concluded that the effect of HSV-1 on its host and the immune system is more complicated than can be imagined by now.