Analyse der Rolle von kreuzreaktiven T-Zellen und Antikörpern bei der HIV-1-Infektion
Hückelhoven, Angela - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (2013)
HIV-1-spezifische T-Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der HIV-1-Infektion. Basierend auf Vorarbeiten der Arbeitsgruppe untersuchte ich verschiedene CTL-Epitope hinsichtlich ihrer Kreuzreaktivität zwischen HIV-1 und anderen Mikroorganismen. Bei einem dieser Epitope handelte es sich um das immundominante RI9-Epitop (RQDILDLWI) aus dem HIV-1-Nef-Protein, das mit einer guten Kontrolle von HIV-1 assoziiert ist und eine ähnliche Sequenz zeigte sich im PBP2-Protein von Chlamydophila pneumoniae (CP-YI9). Es konnte eine Kreuzreaktion zwischen Nef-RI9 und CP-YI9 gezeigt werden. Die Erkennung von Chlamydien-infizierten Zelllinien oder PBP2-transfizierten Zelllinien konnte jedoch nicht nachgewiesen werden, was darauf hindeutet, dass das optimale CP-YI9-Peptid nicht aus dem PBP2-Protein prozessiert wird.
Ein weiteres Epitop ist das IMP-GL9-Epitop (GILGFVFTL) aus dem Matrix-Protein des Influenza-A-Virus, bei dem eine Kreuzreaktion zum HIV-1-SL9-Epitop (SLYNTVATL) schon gezeigt wurde. In einer Analyse einer Kohorte mit 174 HIV-1-infizierten Patienten konnte ich zeigen, dass IMP-GL9/SL9-kreuzreaktiven CTL häufig (43,1%) bei HIV-1-infizierten Patienten gefunden werden. Ich fand zwar klare Hinweise, dass die Erkennung von SL9 an sich, mit einem besseren Ansprechen auf die antiretrovirale Therapie assoziiert ist, jedoch fand ich keine Hinweise, dass IMP-GL9/SL9-kreuzreaktive CTL einen günstigen Effekt auf die Kontrolle von HIV-1 aufweisen. Es wurden nur selten IMP-GL9-spezifische CTL bei HIV-1-negativen Spendern gefunden und es wurden auch keine IMP-GL9/SL9-kreuzreaktive T-Zellen beobachtet. Dies weist darauf hin, dass die in den HIV-1-infizierten Patienten detektierten SL9/IMP-GL9-kreuzreaktiven CTL nicht durch Influenza, sondern durch HIV-1 selbst induziert wurden, was damit auch erklären könnte, dass diese kreuzreaktiven CTL keinen günstigen Effekt auf die HIV-1 Kontrolle hatten.
Ein weiteres interessantes Epitop ist das EBV-GL9 (GLCTLVAML) von EBV, das kreuzreaktiv gegenüber dem IMP-GL9-Epitop ist. In meiner Arbeit konnte ich zeigen, dass auch SL9/EBV-GL9-spezifische kreuzreaktive T-Zellen unter 157 getesteten HIV-1-infizierten Patienten gefunden werden. Diese SL9/EBV-GL9-kreuzreaktiven T-Zellen werden deutlich seltener detektiert (16 %) als IMP-GL9/SL9-kreuzreaktive CTL.
Ich konnte weiterhin einen TCR mit IMP-GL9-Erkennung und zwei TCR mit SL9-Erkennung klonieren und funktionell charakterisieren. Diese TCR zeigten eine eindeutige Peptid-Spezifität für das Peptid, mit dem die jeweilige ursprüngliche CTL-Linie generiert wurde, jedoch keine Kreuzreaktion.
Weitere potenzielle kreuzreaktive Epitope sind in der Sequenz der RT von HIV-1 zu finden, die im katalytischen Zentrum eine Sequenzhomologie mit humanen endogenen Retroviren (HERV) aufweist. Ich analysierte daher in mehr als 150 Patienten die CTL-Antwort gegen HIV-1 und verschiedene HERVs und konnte eine Reihe von CTL-Linien generieren, die eine Spezifität gegen die RT von HIV-1 bzw. HERV aufweisen und einige zeigten auch Kreuzreaktivität zwischen HIV-1 und HERV. Ich konnte einen HIV-1-RT-YV9-spezifischen TCR klonieren und nach Transfektion TCR-kodierter mRNA in PBMC funktionell charakterisieren. Da dieser TCR keine Kreuzreaktion gegenüber den vorhandenen HERV-spezifischen Peptiden zeigte, wäre er sehr geeignet für die Immuntherapie der HIV-1-Infektion. Von unserer Arbeitsgruppe konnte auch ein kreuzreaktives Antikörper-Epitop aus dem HIV-1 Gag p24-Protein mit Sequenzübereinstimmung in verschiedenen HERV identifiziert werden. In einer groß angelegten Analyse von 336 Seren aus Patientengruppen mit verschiedenen Erkrankungen konnten bei einigen Patienten eine Reaktion gegenüber diesem Peptid im ELISA nachgewiesen werden. Dies deutet auf das Vorhandensein von kreuzreaktiven Antikörpern hin, sodass vermutet werden könnte, dass HERV oder andere Retroviren an der Pathogenese von Autoimmunkrankheiten beteiligt sein könnten.
Auch HIV-1-exponierte seronegative Patienten wurden auf das Vorhandensein von HIV-1-spezifischen bzw. kreuzreaktiven CTL-Antworten untersucht. In zwei Patienten konnten HIV-1-spezifische CTL-Linien generiert werden. Somit konnten in der Promotionsarbeit CTL und Antikörper nachgewiesen werden, welche mit unterschiedlichen Epitopen aus Influenza, EBV und HERV kreuzreagieren. Die Klonierung und funktionelle Expression von TCR gegen konservierte CTL-Epitope in HIV-1 und Influenza könnte neue therapeutische Optionen durch eine genetische Immunisierung eröffnen.