Die Bedeutung von Natürlichen Killerzellen für die Hepatitis C Virus Infektion

Abstract

Das Hepatitis C Virus verursacht eine chronische Entzündung der Leber, die nach langjährigem Verlauf zur Leberzirrhose und der Entwicklung eines Hepatozellulären Karzinoms (HCC) führen kann. Hierbei scheint ein dysreguliertes Immunsystem von zentraler Bedeutung zu sein. Vorangegangene immunogenetische Studien belegen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle der Natürlichen Killer Zellen (NK Zellen) für den Verlauf der HCV Infektion. Als Bestandteil des angeborenen Immunsystems sind NK Zellen wichtige Effektorzellen in der frühen Bekämpfung von Tumoren und Virusinfektionen. Bisher wird kontrovers diskutiert, wie sich funktionelle sowie phänotypische Eigenschaften von NK Zellen bei der HCV Infektion verändern und welchen Einfluss dies auf Viruseliminierung und antifibrotische Aktivität hat. <br /> Das Ziel dieser Dissertation war es, NK Zell-spezifische Mechanismen zu entschlüsseln, die im Zusammenhang mit der Immunpathogenese der Hepatitis C stehen. Dazu wurden NK Zellen hinsichtlich des Migrationsverhaltens (Kapitel 3), der antiviralen/antifibrotischen Eigenschaften (Kapitel 4) sowie der Interaktion mit dem Zytokin IL28B (Kapitel 5) untersucht, dessen Gen-Polymorphismus (rs12979860) ein starker Prädiktor für Therapieansprechen/ Spontanausheilung ist.<br /> Eine effiziente Immunantwort ist von einer funktionierenden Migration von Immunzellen zum Inflammationsherd abhängig. Da dem HCV Hüllprotein E2 (HCV E2) Migrations-modulierende Eigenschaften zugeschrieben werden, haben wir das Migrationspotential von NK Zellen nach Interaktion von HCV E2 und seinem Rezeptor CD81 untersucht. Interessanterweise konnten wir hierbei eine Steigerung des Migrationsverhaltens und eine damit verbundene erhöhte Anzahl polarisierter NK Zellen feststellen. Die Polarisierung von Aktinfilamenten und Adhäsionsmolekülen war mit einer gesteigerten Phosphorylierung von sogenannten ERM(Ezrin, Radixin und Moesin)-Proteinen assoziiert, denen bei der Polarisierung eine regulative Bedeutung zukommt. Damit beschrieben wir erstmals einen Zusammenhang zwischen CD81-Ligation und ERM-Phosphorylierung. Ebenso konnten in polarisierten NK Zellen phosphorylierte ERM-Proteine mit CD81 und dem Adhäsionsmolekül CD44 ko-lokalisiert werden. Die in unserer Studie gezeigten intrazellulären Mechanismen scheinen für die CD81 induzierte NK Zell-Migration verantwortlich zu sein. Der mögliche Einfluss dieses Phänomens auf die Immunpathogenese der HCV Infektion wird in aktuellen Studien analysiert.<br /> Nach den Untersuchungen zum modulierten Migrationsverhalten beschreiben wir in Kapitel 4 den Immunphänotyp von intrahepatischen NK Zellen bei Hepatitis C. Mit unserer Arbeit konnten wir erstmals zeigen, dass die intrahepatische Expression von NKp46 eine wesentliche Bedeutung bei der natürlichen Immunität gegen HCV einnimmt. Zunächst konnten wir in vitro in einem HCV-Replikationsmodell nachweisen, dass NK Zellen mit hoher NKp46 Expression (NKp46High) die Replikation stärker hemmen können als NK Zellen mit niedriger Expression (NKp46Dim). Ebenso zeigen NKp46High Zellen in vitro ein hohes antifibrotisches Potential, indem sie aktivierte hepatische Sternzellen effizienter abtöten als NKp46Dim NK Zellen. Nach bisher veröffentlichten Studien sind hepatische Sternzellen im aktivierten Zustand durch Deposition von Extrazellulärer Matrix (EZM) maßgeblich an der Fibrosebildung beteiligt. In Blockierungsexperimenten konnten wir die spezifische Rolle von NKp46 bei der antiviralen und antifibrotischen Aktivität von NK Zellen weiter bestätigen. Viel relevanter für die Bedeutung von NKp46 bei der HCV-spezifischen Immunität erscheinen die Befunde zur ex vivo Analyse von intrahepatischen NK Zellen bei HCV(+) Patienten. In unseren Untersuchungen war der Anteil intrahepatischer NKp46High NK Zellen negativ mit Viruslast und Fibrosegrad assoziiert. Somit wird NKp46 als interessantes Zielmolekül für neue, immun-modulierende Therapieansätze zukünftig von Interesse sein.<br /> In Kapitel 5 wird der Einfluss von IL28B (Typ III-Interferon) auf die Funktion von NK Zellen diskutiert. Ein Polymorphismus in Nähe des IFNL3 Gens (rs12979860) konnte kürzlich von anderen Arbeitsgruppen als starker Prädiktor für den Verlauf der HCV Infektion identifiziert werden. In Folge-Studien wurde der Polymorphismus (rs12979860) mit dem Genotyp eines NK Zellrezeptors (KIR) kombiniert, wodurch sich der Verlauf besser vorhersagen ließ. Es wurde deshalb die Hypothese aufgestellt, dass NK Zellen und Typ III Interferone synergistisch interagieren können. Dies wurde in unserer Studie genauer untersucht. Im Unterschied zu den Rezeptoren für Typ I und Typ II-Interferonen konnten wir nachweisen, dass NK Zellen den Rezeptor für Typ III-Interferone nicht exprimieren. Folglich hatte in unserer Studie rekombinantes IL28B keinen direkten Einfluss auf die Funktion von NK Zellen. Dies konnten wir sowohl für die zytolytische Aktivität als auch für die Sezernierung von IFN-γ belegen. Allerdings konnten indirekte Interaktionen über andere immunkompetente Zellen im peripheren Blut ausgeschlossen werden. Somit ist aktuell unklar, welchen Einfluss IL28B tatsächlich auf die HCV Infektion hat. <br /> Zusammenfassend belegen die in dieser Arbeit beschriebenen Befunde, dass NK Zellen eine zentrale Bedeutung bei antiviralen/antifibrotischen Aktivitäten bei der HCV Infektion zukommt und HCV-assoziierte Veränderungen dieser Zellpopulation an der Pathogenese der Hepatitis C beteiligt sind.