Sabine Streif

• Im Rahmen dieser Dissertation wurde die Bedeutung der Glykoproteine Fusionsprotein (F) und Hämagglutinin (H) des Masernvirus (MV) für die MVinduzierte Immunsuppression analysiert. Die erhöhte Empfänglichkeit von MVinfizierten Kindern für Sekundärinfektionen wird auf die ausgeprägte Immunsuppression zurückgeführt, die während und noch Monate nach einer Infektion beobachtet wird. Isolierte periphere Blutlymphozyten (PBL) von MVinfizierten Personen zeigen in Gegenwart von Mitogenen eine stark reduzierte Proliferation ex vivo, die als Parameter fürIm Rahmen dieser Dissertation wurde die Bedeutung der Glykoproteine Fusionsprotein (F) und Hämagglutinin (H) des Masernvirus (MV) für die MVinduzierte Immunsuppression analysiert. Die erhöhte Empfänglichkeit von MVinfizierten Kindern für Sekundärinfektionen wird auf die ausgeprägte Immunsuppression zurückgeführt, die während und noch Monate nach einer Infektion beobachtet wird. Isolierte periphere Blutlymphozyten (PBL) von MVinfizierten Personen zeigen in Gegenwart von Mitogenen eine stark reduzierte Proliferation ex vivo, die als Parameter für die Immunsuppression verwendet wird. Die Inhibition der Proliferation wird auf die viralen Glykoproteine F und H zurückgeführt und nur Wildtypviren sind in der Lage, eine klinisch relevante Immunsuppression auszulösen. Die Mechanismen, die dieser Immunsuppression zugrunde liegen, sind jedoch nicht vollständig geklärt. Um den immunsuppressiven Effekt von F und H in einem genetisch und immunologisch gut charakterisiertem Tiermodell näher analysieren zu können, wurde in der vorliegenden Arbeit ein neues transgenes Mausmodell etabliert. Es wurde ein konditionell transgenes Mausmodell gewählt, in dem die für die Immunsuppression verantwortlichen MV-Glykoproteine eines Wildtypstammes gewebespezifisch und Tetrazyklin-regulierbar exprimiert wurden (Tet-System). Mit Hilfe der Mikroinjektion wurde ein auffällig kleine Anzahl an transgenen Tieren hergestellt. Aus 780 Mikroinjektionen gingen nur vier transgene Mäuse hervor, die F und H unter Kontrolle eines Transaktivator-abhängigen bidirektionellen Promotors in ihrem Genom enthielten. Dies war ein erster Hinweis für eine starke Selektion gegen die Expression von F und H in diesem Tiermodell. Die verschiedenen Mauslinien konnten in dieser Arbeit vollständig charakterisiert werden. Um auch einzelne Kopien des Transgens nachweisen zu können, wurde eine hochsensitive Genotypisierungs-PCR und ein sensitiver Southern-Blot etabliert. Es wurde gezeigt, daß eine der vier Mauslinien eine einzelne Kopie und die restlichen drei Linien ungefähr 10 Kopien in tandemartiger Anordnung in ihrem Genom enthielten. Zusätzlich konnte mit Southern-Blot-Analysen nachgewiesen werden, daß die Integration der Transgene in eine einzige Stelle des Genoms stattgefunden hatte. Es wird angenommen, daß die geringe Anzahl an transgenen Mäusen auf eine schädliche Restexpression von F und H während der Embryogenese zurückzuführen ist, und nur Tiere mit einer starken Expressionskontrolle des Transgens geboren wurden. Dies wird unterstützt durch die Tatsache, daß keine der vier transgenen Mauslinien eine Restexpression von F und H aufwies. Bei der Kreuzung der Mäuse zu homozygoten Linien stellte sich heraus, daß eine Linie in homozygoter Form nicht züchtbar war. Es handelte sich wahrscheinlich um eine Insertionsmutante. Die restlichen drei Linien wurden mit T-Zell-spezifischen Induziermäusen gekreuzt, um doppelt-transgene Mäuse mit Tetrazyklinregulierbarer Expression von F und H in T-Zellen herzustellen. Expressionsanalysen zeigten, daß in zwei doppelt-transgenen Linien das Transgen stumm blieb. In der letzten verbleibenden Linie konnte die Trankription von F- und H-mRNA in Milz (in vitro) und Thymus (in vitro und in vivo) nachgewiesen werden. Die Expression war allerdings so schwach, daß nur ein Tier eine leichte Produktion von H-Protein im Thymus aufwies. All diese Beobachtungen deuten auf eine starke Selektion gegen eine Expression von F und H. In dem neu etablierten Mausmodell wurden die Auswirkungen der Expression von F und H in vivo überprüft. In einzelnen doppelt-transgenen Mäusen der induzierbaren Linie wurde eine schwache MV-spezifische B- und T-Zellantwort nachgewiesen. Allerdings konnte keine Immunsuppression induziert werden, und auch kein Einfluß der Glykoproteine auf die Thymozytenanzahl festgestellt werden. Weiterhin wurden durch eine Langzeit-Expression von F und H über 23 Wochen keine geringen immunsuppressiven Effekte kumulativ über die Zeit sichtbar. Diese geringen Auswirkungen werden auf die schwache Expression der MVGlykoproteine F und H zurückgeführt. Mit Hilfe des in dieser Arbeit etablierten Mausmodells wurde gezeigt, daß die Expression der MV-Glykoproteine F und H einen starken toxischen Effekt auf Mäuse ausübt. Dieser toxische Effekt könnte bei der MV-induzierten Immunsuppression eine Rolle spielen.…
• Due to the severe immune suppression induced during acute measles, infected children are highly susceptible to secondary infections. In contrast to vaccination, only infection with wildtype measles virus (MV) leads to clinically relevant immune suppression. After mitogen stimulation, isolated peripheral blood lymphocytes (PBL) of MV infected patients show a significant reduction of proliferation ex vivo which is used as a parameter for immune suppression. There is some evidence that the inhibition of lymphocyte proliferation is induced by theDue to the severe immune suppression induced during acute measles, infected children are highly susceptible to secondary infections. In contrast to vaccination, only infection with wildtype measles virus (MV) leads to clinically relevant immune suppression. After mitogen stimulation, isolated peripheral blood lymphocytes (PBL) of MV infected patients show a significant reduction of proliferation ex vivo which is used as a parameter for immune suppression. There is some evidence that the inhibition of lymphocyte proliferation is induced by the glycoproteins fusion protein (F) and hemagglutinin (H). However, the underlying mechanisms are not fully understood. The aim of this project was to analyze the influence of MV glycoproteins H and F on MV induced immune suppression. In order to investigate the immune suppressive effect of F and H in a genetically and immunologically well characterized animal model, a novel transgenic mouse model was established. In this transgenic mouse the MV wildtype glycoproteins which are responsible for the immune suppression were conditionally expressed in a tissue specific and tetracycline-regulated manner (tet-system). Using microinjection, a remarkably small number of transgenic mice was produced. 780 microinjections resulted in only four transgenic mice containing F and H under the control of a transactivator-dependent bidirectional promoter in their genome. This was a first hint at a strong selection against the expression of F and H in the transgenic animal model. The various mouse lines were fully characterized. To detect single copies of the transgene, a highly sensitive PCR and southern blot were established. It could be shown that one of the four mouse lines contained a single copy of the transgene, whereas the three remaining lines had approximately 10 copies in a tandemarrangement in the genome. In addition, southern blotting revealed that the integration of the transgenes had occurred at a single location in the genome. Presumably, the small number of transgenic mice was due to leaky expression of F and H during embryogenesis which in consequence lead to animals with a strong control of the expression of the transgene. This is in line with the result that none of the four transgenic mouse lines showed a residual expression of F and H. Of the four lines obtained, one line bred insufficiently well to obtain a homozygous line possibly due to an insertion mutant. The remaining three lines were crossed with an inducer mouse which expressed the tetracycline-responsive transactivator in a T cell specific manner as to produce double-transgenic mice with tetracyclineregulated expression of F and H in T cells. Expression analysis revealed that the transgene was silent in two double-transgenic lines. In the remaining line, the transcription of F- and H-mRNA in spleen (in vitro) and thymus (in vitro and in vivo, respectively) could be detected. However, protein expression was rather weak and H protein was found in the thymus of only one animal. In summary, these observations hint at a strong selection against an expression of F and H. In these mice the effect of the expression of F and H were investigated. In some of the double-transgenic mice of the inducible line, a weak MV specific B and T cell response could be detected. However, no immune suppression was induced and no decrease in the number of thymocytes was observed. Furthermore, even in the context of a long-term expression of F and H over a period of 23 weeks, no cumulative immune suppressive effects could be detected after infection with a murine leukemia virus. This is appears to be a result of the weak expression of the MV glycoproteins F and H due to their toxic effect in vivo. Apparently, in this mouse model the toxic effect of MV glycoprotein expression downregulated the expression of these proteins. Thus it might be that this toxic effect may be important in the context of MV induced immune suppression.…