%0 Generic
%A Welsch, Sonja
%D 2006
%F heidok:6834
%K Zellbiologie , Virologieelectron microscopy , cell biology , HIV , virus , macrophage
%R 10.11588/heidok.00006834
%T Ultrastructural analysis of HIV-1 infection in human cells
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/6834/
%X Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) ist der Auslöser des erworbenen Immundefizienz-Syndroms (acquired immune deficiency syndrome, AIDS). HIVInfektion, weltweit eine der problematischsten Infektionskrankheiten, betrifft etwa 40 Millionen Menschen und tötet schätzungsweise 3 Millionen Menschen jährlich. Obwohl die Behandlung von HIV-Patienten heute möglich ist, gibt es weiterhin keinen Impfschutz und keine Heilung. Mit der vorliegenden Arbeit habe ich Zellbiologie und Virologie vereint, um mittels quantitativer Elektronenmikroskopie (EM) neue Einblicke in die HIV-Infektion zu gewinnen. Im ersten Teil habe ich die Verteilung eines zellulären, ESCRT benannten, Proteinkomplexes analysiert. ESCRT ist essentiell für die Freisetzung von HIV aus infizierten Zellen und spielt sowohl beim Sortieren von Proteinen in die internen Vesikel eines multivesikulären endosomalen Kompartiments (multivesicular body, MVB) als auch bei der Bildung dieser Vesikel eine Rolle. ESCRT fand sich im gesamten endosomalen System einschliesslich der Plasmamembran, und war besonders an tubulär-vesikulären endosomalen Membranen, aber nicht an MVBs, angereichert. Entgegen der Erwartungen führte HIV-Infektion nicht zu einer Umverteilung von ESCRT zu den Orten der Virusfreisetzung aus Zellen, der Plasmamembran in primären humanen T Zellen bzw. Endosomen in Makrophagen. In T-Zellen fand sich mehr ESCRT an der Plasmamembran als in Makrophagen, was darauf hindeutet, dass endogene ESCRT Mengen für die HIV-Freisetzung hinreichend sind. Die Ergebnisse weisen auch auf eine bisher unbekannte Rolle von tubulär-vesikulären endosomalen Membranen bei der Funktion von ESCRT hin. Im zweiten Teil habe ich den Ort der HIV-Freisetzung aus infizierten Makrophagen mittels EM untersucht. Neuere Studien wiesen darauf hin, dass neu gebildete HIV-Partikel in die Endosomen infizierter Makrophagen entlassen werden und somit in intrazellulären Speichern akkumulieren, die die Heilung infizierter Patienten erschweren könnten. Übereinstimmend mit bekannten Daten zeigte unsere EM-Analyse von Makrophagen, dass Viren in grossen, intrazellulären Vakuolen akkumulierten. Eine Methode zur eindeutigen Unterscheidung von endosomalen Membranen und der Plasmamembran offenbarte aber die komplexe Morphologie der Plasmamembran mit vielen Aus- und Einstülpungen. In diesen tiefen Einstülpungen, die nicht von endosomalen Membranen, sondern von der Plasmamembran begrenzt werden, wurden Viruspartikel freigesetzt und angehäuft. Dieses Ergebnis eröffnet einen neuen Blickwinkel auf die HIV-Infektion von Makrophagen, besonders deren mögliche Rolle bei der Persistenz von Viren. Zusammenfassend haben diese Daten eine wichtige Bedeutung hinsichtlich der scheinbar zentralen Rolle von MVBs/Endosomen bei der HIV-Freisetzung als auch der Rolle von ESCRT bei deren Bildung.