@phdthesis{Singethan2009,
  author    = {Singethan, Katrin},
  title     = {Untersuchungen zur Inhibition Paramyxo- und Flavivirus-induzierter Membranfusion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36344},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {CD9 und andere Mitglieder der Tetraspaninfamilie sind an der strukturellen Organisation und der Plastizit{\"a}t der Plasmamembran beteiligt. Dabei inhibiert mAK K41, ein spezifischer CD9-Antik{\"o}rper, die Hundestaupe-induzierte Zell-Zellfusion und die Virusfreisetzung, w{\"a}hrend die MV-induzierte Zell-Zellfusion nicht beeinflusst wird. So ist die extrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne des H{\"a}magglutinin-Proteins von CDV diejenige, die die Empfindlichkeit der Zell-Zellfusion gegen{\"u}ber dem CD9-Antik{\"o}rper verursacht, die aber selbst nicht an das CD9-Molek{\"u}l bindet. Diese Erkenntnisse ließen vermuten, dass strukturelle Ver{\"a}nderungen an der Plasmamembran der Grund f{\"u}r die Hemmung sind bzw. r{\"a}umliche Expressionsmuster des Rezeptors involviert sein k{\"o}nnten. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass mAK K41 das Konformationsepitop der großen extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne (LEL) von CD9 erkennt, die nachweislich {\"u}ber ß1-Integrin mit verschiedenen Signalwegen im Innern in Kontakt steht. Die Bindung dieser Dom{\"a}ne induziert folglich eine schnelle Umlagerung und ein Clustern der CD9-Molek{\"u}le bis zur Bildung von netz{\"a}hnlichen Strukturen an den Kontaktstellen zweier Zellen. Durch konfokale und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen konnten mikrovilli-{\"a}hnliche Ausst{\"u}lpungen aufgedeckt werden, die von beiden Seiten aneinander liegender Zellen gebildet werden. Nach einer Zeitspanne von 2 h bis 20 h bildeten diese CD9-haltigen Ausst{\"u}lpungen feine, mehrere µm lange Mikrovilli aus, die sich in einer Art Geflecht miteinander vernetzten und mikrovilli-artige Reißverschlussstrukturen bildeten. Weiterhin konnte eine starke Kolokalisierung des Ewi-F-Proteins vor und nach der Antik{\"o}rperinkubation gezeigt werden, sowie eine partielle Kolokalisierung mit ß1-Integrin. Im Vergleich konnten MV-Proteine innerhalb der CD9-haltigen Netzstrukturen beobachtet werden, w{\"a}hrend CDV-Proteine komplett aus diesen ausgeschlossen wurden. Somit ist die Ausgrenzung der viralen Fusionsmaschinerie von CDV von den CD9-Clustern sowie die physikalische Trennung von den Zellkontakten wohl die Erkl{\"a}rung f{\"u}r die Inhibition der Virus-induzierten Zell-Zellfusion durch mAK K41. Da experimentell keine kausale Verbindung zwischen der Induktion der CD9-haltigen Cluster und bestimmten Signalwegen gezeigt werden und auch kein Beweis hervorgebracht werden konnte, dass die Grundlage der Netzstrukturen durch die Umlagerung des Zytoskeletts entsteht, scheint die Interaktion des Antik{\"o}rper selbst die treibende Kraft f{\"u}r die Strukturbildung zu sein (Singethan et al., 2008). Zusammenfassend ist zu sagen, dass die Ergebnisse die Relevanz des CD9-Molek{\"u}ls in gesunden und pathogenen Zell-Zellfusionsprozessen unterstreichen und eindeutig zeigen, dass CD9 die Zellfusion von CDV steuern kann, indem es den Zugang der Fusionsmaschinerie zu den Zellgrenzen reguliert. Das Nipah-Virus (NiV) ist ein hochpathogenes Paramyxovirus, das in Schweinen eine Erkrankung des Respirationstrakts und in Menschen eine schwere fiebrige Enzephalitis mit hohen Mortalit{\"a}tsraten verursacht. Da es noch keine Vakzine bzw. antivirale Medikamente gegen dies Erkrankung gibt, war die Entwicklung kleiner inhibitorischer Molek{\"u}le notwendig. F{\"u}r das Masern-Virus (MV) wurden bereits kleine Inhibitoren, wie Ox-1, AM-2 und AS-48 entwickelt, die in die Bindungstasche des MV F-Proteins passen und so die Membranfusion verhindern. Basierend auf struktureller {\"A}hnlichkeiten der Paramyxovirus F-Proteine konnte ein Testsystem mit F- und H- oder G-exprimierenden Vektoren entwickelt werden, indem eine Gruppe von Chinolon-Derivaten sowie mehrere andere Substanzen auf ihre F{\"a}higkeit untersucht wurden, die eine MV-, CDV- oder NiV-spezifische Fusion zu hemmen. Dazu wurde zuerst die Zytotoxizit{\"a}t aller Substanzen bewertet, um anschließend ihre Hemmungsaktivit{\"a}t in Zell-Zellfusion-Assays zu untersuchen. So inhibierten zwei Substanzen, QED15B - 12 und QED15A - 12, aus der Gruppe der Chinolon-Derivate die NiV-induzierte Synzytienbildung in H{\"u}llprotein-Transfektions- und Infektions-Assays. Bei molekularen Untersuchungen der Bindungstasche des NiV F-Proteins wurde die hemmende Aktivit{\"a}t beider Chinolon-Derivate best{\"a}tigt. So konnte eine hervorragende Wechselwirkung und strukturelle Paßform f{\"u}r die Protein-Bindetasche identifiziert werden und deren Interaktion bewiesen werden. Somit konnte die Substanzklasse der Chinolone als Inhibitoren gegen die NiV-Fusion identifiziert und der Mechanismus der Interaktion mit der Bindetasche als Grund f{\"u}r die inhibierende Wirkung aufgekl{\"a}rt werden (Niedermeier S. und Singethan K. et al., 2008 zur Ver{\"o}ffentlichung eingereicht). Dabei sind diese Chinolon-Derivate mit ihrer Struktur, die v{\"o}llig verschieden von den meisten aktiven Molek{\"u}len gegen die Masern-induzierte Zellfusion sind, eine vielversprechende neue Verbindungsstruktur, auf der weitere Entwicklungen neuer Inhibitoren und antiviraler Agentien aufgebaut werden k{\"o}nnen. Letztlich sollte ein Testsystem f{\"u}r Untersuchungen der Dengue-Virus…},
  subject      = {Membranfusion},
  language  = {de}
}