@article{AvotadeLiraSchneiderSchaulies2019, author = {Avota, Elita and de Lira, Maria Nathalia and Schneider-Schaulies, Sibylle}, title = {Sphingomyelin breakdown in T cells: role of membrane compartmentalization in T cell signaling and interference by a pathogen}, series = {Frontiers in Cell and Developmental Biology}, volume = {7}, journal = {Frontiers in Cell and Developmental Biology}, number = {152}, issn = {2296-634X}, doi = {10.3389/fcell.2019.00152}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199168}, year = {2019}, abstract = {Sphingolipids are major components of cellular membranes, and at steady-state level, their metabolic fluxes are tightly controlled. On challenge by external signals, they undergo rapid turnover, which substantially affects the biophysical properties of membrane lipid and protein compartments and, consequently, signaling and morphodynamics. In T cells, external cues translate into formation of membrane microdomains where proximal signaling platforms essential for metabolic reprograming and cytoskeletal reorganization are organized. This review will focus on sphingomyelinases, which mediate sphingomyelin breakdown and ensuing ceramide release that have been implicated in T-cell viability and function. Acting at the sphingomyelin pool at the extrafacial or cytosolic leaflet of cellular membranes, acid and neutral sphingomyelinases organize ceramide-enriched membrane microdomains that regulate T-cell homeostatic activity and, upon stimulation, compartmentalize receptors, membrane proximal signaling complexes, and cytoskeletal dynamics as essential for initiating T-cell motility and interaction with endothelia and antigen-presenting cells. Prominent examples to be discussed in this review include death receptor family members, integrins, CD3, and CD28 and their associated signalosomes. Progress made with regard to experimental tools has greatly aided our understanding of the role of bioactive sphingolipids in T-cell biology at a molecular level and of targets explored by a model pathogen (measles virus) to specifically interfere with their physiological activity.}, language = {en} } @article{AvotaGassertSchneiderSchaulies2011, author = {Avota, Elita and Gassert, Evelyn and Schneider-Schaulies, Sibylle}, title = {Cytoskeletal Dynamics: Concepts in Measles Virus Replication and Immunomodulation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69092}, year = {2011}, abstract = {In common with most viruses, measles virus (MV) relies on the integrity of the cytoskeleton of its host cells both with regard to efficient replication in these cells, but also retention of their motility which favors viral dissemination. It is, however, the surface interaction of the viral glycoprotein (gp) complex with receptors present on lymphocytes and dendritic cells (DCs), that signals effective initiation of host cell cytoskeletal dynamics. For DCs, these may act to regulate processes as diverse as viral uptake and sorting, but also the ability of these cells to successfully establish and maintain functional immune synapses (IS) with T cells. In T cells, MV signaling causes actin cytoskeletal paralysis associated with a loss of polarization, adhesion and motility, which has been linked to activation of sphingomyelinases and subsequent accumulation of membrane ceramides. MV modulation of both DC and T cell cytoskeletal dynamics may be important for the understanding of MV immunosuppression at the cellular level.}, subject = {Virologie}, language = {en} } @article{AvotaSchneiderSchaulies2014, author = {Avota, Elita and Schneider-Schaulies, Sibylle}, title = {The Role of Sphingomyelin Breakdown in Measles Virus Immunmodulation}, series = {Cellular Physiology and Biochemistry}, volume = {34}, journal = {Cellular Physiology and Biochemistry}, number = {1}, issn = {1015-8987}, doi = {10.1159/000362981}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-120004}, pages = {20-26}, year = {2014}, abstract = {Measles virus (MV) efficiently causes generalized immunosuppression which accounts to a major extent for cases of measles-asscociated severe morbidity and mortality. MV infections alter many functions of antigen presenting cells (APC) (dendritic cells (DCs)) and lymphocytes, yet many molecular targets of the virus remain poorly defined. Cellular interactions and effector functions of DCs and lymphocytes are regulated by surface receptors. Associating with other proteins involved in cell signaling, receptors form part of receptosomes that respond to and transmit external signals through dynamic interctions with the cytoskeleton. Alterations in the composition and metabolism of membrane sphingolipids have a substantial impact on both processes. In this review we focus on the regulation of sphingomyelinase activity and ceramide release in cells exposed to MV and discuss the immunosuppressive role of sphingomyelin breakdown induced by MV.}, language = {en} } @phdthesis{Bieback2002, author = {Bieback, Karen}, title = {Die Rolle definierter Subpopulationen humaner peripherer Blutzellen f{\"u}r die Masernvirus-induzierte Immunsuppression und Immunaktivierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3787}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Eine Masernvirus- (MV) Infektion induziert eine effiziente virus-spezifische Immunantwort. Aber parallel erfolgt eine generelle Suppression immunologischer Funktionen, die sekund{\"a}re Infektionen erm{\"o}glichen und verst{\"a}rken kann. Eine Lymphopenie und die ex vivo beobachtete stark verminderte proliferative Antwort peripherer Lymphozyten auf polyklonale oder antigenspezifische Aktivierung gilt als zentraler Befund f{\"u}r diese Immunsuppression. Bislang konnte in vitro keine Interferenz mit dem von den MV-Glykoproteinen generierten negativen Proliferationssignal nachgewiesen werden. Die in der vorliegenden Arbeit dargestellten Befunde zeigen jedoch, daß der MV induzierte Proliferationsarrest unter bestimmten Bedingungen in IPP/IL-2 (Isopentenylpyrophosphat und Interleukin-2) stimulierten gd T Zellen aufgehoben werden kann. Die Sensitivit{\"a}t der gd T Zellen gegen{\"u}ber dem von den MV-Glykoproteinen vermittelten Signal gleicht der der konventionellen T Zellen. Dennoch reicht der Kontakt zu Monozyten und mit dem MV Vakzinestamm Edmonston (ED)-infizierten B Zellen oder dendritischen Zellen (DC) aus, eine ungehemmte Expansion der g9d2 T Zellen zu induzieren. Durch eine Interaktion mit ED-infizierten B Zellen und DC reagieren Monozyten wahrscheinlich mit einer Regulation stimulatorischer oder inhibitorischer Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}le, die bei dem Kontakt mit gd T Zellen einen additiven Stimulus liefert, der das negative Proliferationssignal von MV neutralisiert. Auch Funktionen antigenpr{\"a}sentierender Zellen (APC) scheinen differentiell durch MV-St{\"a}mme regulierbar zu sein. Die Erkennung von molekularen Mustern von Pathogenen {\"u}ber die Toll-{\"a}hnlichen Rezeptoren (TLR) ist eine wichtiger Schritt bei der Aktivierung einer Immunantwort durch APCs. Nachdem die F{\"a}higkeit, mikrobieller Produkte APC {\"u}ber TLRs zu aktivieren, dokumentiert ist, sind nur zwei virale Proteine bekannt, die mit TLR4 interagieren. Mithilfe transgener Reporterzellen konnte demonstriert werden, daß MV-Wildtypst{\"a}mme, nicht aber Vakzinest{\"a}mme humanes und murines TLR2, wahrscheinlich mit CD14 als Korezeptor, und nicht TLR4, aktivieren. Die TLR2 agonistische Eigenschaft konnte dem MV-Wildtyp H{\"a}magglutininprotein (H) zugeordnet werden. Der Austausch einer einzigen Aminos{\"a}ure im WTF-H, Asparagin zu Tyrosin an der Positon 481, welche in an CD46 adaptierten Vakzinest{\"a}mmen zu finden ist, reichte f{\"u}r den Verlust TLR agonistischer Aktivit{\"a}t aus. Auch in humanen Monozyten konnten Viren, die das authentische WTF-H Protein enthielten, die Expression TLR responsiver Gene wie IL-6 induzieren. Gleichzeitig verursachte die Aktivierung der Monozyten durch die TLR Agonisten, einschließlich der Wildtyp MV, die Expression des allgemeinen MV Rezeptors CD150, der von ruhenden Monozyten nicht exprimiert wird. Die Spezifit{\"a}t der WTF-H und TLR2 Interaktion konnte durch blockierende Antik{\"o}rper und TLR2-/- M{\"a}use, die kein IL-6 nach Stimulation mit WTF freisetzen, gezeigt werden. Die F{\"a}higkeit von MV-Wildtypst{\"a}mmen TLR2 zu aktivieren, k{\"o}nnte wesentlich zu der Immunaktivierung, aber auch zur Ausbreitung und Pathogenese der Infektion beitragen und die Attenuierung von Vakzinest{\"a}mmen erkl{\"a}ren. Zusammenfassend liefern die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit Hinweise auf eine MV-stammspezifische Aktivierung angeborener Immunantworten, welche die adaptive Immunit{\"a}t modulieren k{\"o}nnen.}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Boussaad2011, author = {Boussaad, Ibrahim}, title = {Interaktion des Masernvirus mit humanen h{\"a}matopoetischen Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64462}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Die MV-induzierte Immunsuppression ist unter anderem durch eine Leukopenie gekennzeichnet und so wurde in der vorliegenden Studie die Frage nach den Auswirkungen einer Interaktion des MV mit Knochenmarkszellen adressiert. Humane HSC, multipotente und oligopotente h{\"a}matopoetische Vorl{\"a}uferzellen (HPC) k{\"o}nnen, im Gegensatz zu murinen, nicht anhand des SLAM-codes unterschieden werden. W{\"a}hrend CD244 auf allen HS/PC exprimiert wird, markieren CD150 und CD48 eher humane HPC als HSC. Trotz vorhandener CD150+-HPC beschr{\"a}nkt sich die Infektion mit wildtypischen MV nicht auf diese Subpopulation, sondern erfolgt, wie bei CD150- Stromazellen, unabh{\"a}ngig von diesem Rezeptor. Dar{\"u}ber hinaus wurde gezeigt, dass die MV-Exposition von HS/PC in vitro weder deren Proliferation noch die F{\"a}higkeit zur Koloniebildung st{\"o}rt. Dass sich eine MV-Infektion in Kokulturen von HS/PC mit Stromazellen vom jeweils einen auf den anderen Zelltypen {\"u}bertr{\"a}gt, k{\"o}nnte als m{\"o}glicher Mechanismus zur Ausbreitung und Etablierung einer Infektion im Knochenmark angesehen werden. Obwohl in vitro keine Inhibition der Expansion von HS/PC beobachtet wurde, st{\"o}rt eine vorangegangene MV-Exposition die Kurzzeitrekonstitution bestrahlter NOD/SCID-M{\"a}use massiv. Diese Inhibition der H{\"a}matopoese ist jedoch transient und hat keine Auswirkungen auf die Langzeitrekonstitution. Da weder die Migration der transplantierten HS/PC zum Knochenmark gest{\"o}rt ist noch die Knochenmarkszellen der Maus permissiv f{\"u}r eine MV-Infektion sind, ist die beobachtete Inhibition auf einen direkten Einfluss der MV-Exposition auf die HS/PC zur{\"u}ckzuf{\"u}hren.}, subject = {Blutstammzelle}, language = {de} } @phdthesis{Chithelen2022, author = {Chithelen, Janice}, title = {Targeting viral and host factors to optimize anti-measles virus therapy}, doi = {10.25972/OPUS-29305}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-293059}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Measles is an ancient disease with historical records as early as the 9th century. Extensive study as well as advances in scientific knowledge of virology have led to identification of the viral pathogen and subsequent development of an effective vaccine leading to global efforts towards measles elimination. In 2018, around 140,000 deaths were reported due to measles with incomplete vaccine coverage being one of the leading causes of resurgence. Measles is highly contagious and often regarded as a childhood illness. However, measles is associated with a number of complications and persistent infections like subacute sclerosing panencephalitis (SSPE), which have brought into focus the need for specific anti-viral therapies. The aim of this study was to target host and viral factors to optimize anti-measles virus therapy. Our approach was to test a panel of compounds known to inhibit host cell functions or viral factors for their antiviral effect on measles replication. Primary human lymphocytes, persistently infected NT2 cells and post-mitotic neurons were used as in vitro model systems of acute, persistent and neuronal infection respectively to test the inhibitors. Using the inhibitors Ceranib-2 and SKI-II to target the sphingolipid metabolism enzymes acid ceramidase and sphingosine kinase in infected human primary lymphocytes, we observed a decreased protein translational capacity mediated by mTORC1, EIF4E and ribosomal protein S6 phosphorylation that probably contributes to the antiviral effect. In the persistently infected neural NT2 cells and post-mitotic neurons derived from LUHMES cells, we observed effective infection inhibition and viral clearance upon treatment with a small non-nucleoside inhibitor (ERDRP-0519) specifically targeting the Morbillivirus large polymerase. Other inhibitors such as Ribavirin and Favipiravir were less effective. To conclude, 1) we identified a mTOR associated protein translation axis associated with the sphingolipid metabolism, which affects measles virus replication and 2) In vitro persistently infected neuronal and post-mitotic neuron models were successfully used as a rapid method to test antivirals against measles virus.}, language = {en} } @article{ChithelenFrankeLaenderetal.2022, author = {Chithelen, Janice and Franke, Hannah and L{\"a}nder, Nora and Grafen, Anika and Schneider-Schaulies, J{\"u}rgen}, title = {The sphingolipid inhibitors ceranib-2 and SKI-II reduce measles virus replication in primary human lymphocytes: effects on mTORC1 downstream signaling}, series = {Frontiers in Physiology}, volume = {13}, journal = {Frontiers in Physiology}, issn = {1664-042X}, doi = {10.3389/fphys.2022.856143}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-265988}, year = {2022}, abstract = {The bioactive sphingolipids ceramide and sphingosine-1-phosphate (S1P) are involved in the regulation of cell homeostasis and activity ranging from apoptosis to proliferation. We recently described that the two compounds ceranib-2 (inhibiting acid ceramidase) and SKI-II [inhibiting the sphingosine kinases 1 and - 2 (SphK1/2)] reduce mTORC1 activity and measles virus (MV) replication in human primary peripheral blood lymphocytes (PBL) by about one log step. We now further investigated whether mTORC1 downstream signaling and viral protein expression may be affected by ceranib-2 and/or SKI-II. Western blot analyses showed that in uninfected cells the phosphorylation of the eukaryotic initiation factor 4E (eIF4E) was reduced by both inhibitors. Interestingly, MV infection led to an increase of rpS6 protein levels and phosphorylation of eIF4E. Treatment with both inhibitors reduced the rpS6 protein expression, and in addition, SKI-II reduced rpS6 phosphorylation. The phosphorylation of eIF4E was slightly reduced by both inhibitors. In addition, SKI-II led to reduced levels of IKK in MV-infected cells. Both inhibitors reduced the expression of viral proteins and the titers of newly synthesized MV by approximately one log step. As expected, SKI-II and rapamycin reduced also the virally encoded GFP expression; however, ceranib-2 astonishingly led to increased levels of GFP fluorescence. Our findings suggest that the inhibitors ceranib-2 and SKI-II act via differential mechanisms on MV replication. The observed effects on mTORC1 downstream signaling, predominantly the reduction of rpS6 levels by both inhibitors, may affect the translational capacity of the cells and contribute to the antiviral effect in human primary PBL.}, language = {en} } @article{DerakhshaniKurzJaptoketal.2019, author = {Derakhshani, Shaghayegh and Kurz, Andreas and Japtok, Lukasz and Schumacher, Fabian and Pilgram, Lisa and Steinke, Maria and Kleuser, Burkhard and Sauer, Markus and Schneider-Schaulies, Sibylle and Avota, Elita}, title = {Measles virus infection fosters dendritic cell motility in a 3D environment to enhance transmission to target cells in the respiratory epithelium}, series = {Frontiers in Immunology}, volume = {10}, journal = {Frontiers in Immunology}, number = {1294}, doi = {10.3389/fimmu.2019.01294}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-201818}, year = {2019}, abstract = {Transmission of measles virus (MV) from dendritic to airway epithelial cells is considered as crucial to viral spread late in infection. Therefore, pathways and effectors governing this process are promising targets for intervention. To identify these, we established a 3D respiratory tract model where MV transmission by infected dendritic cells (DCs) relied on the presence of nectin-4 on H358 lung epithelial cells. Access to recipient cells is an important prerequisite for transmission, and we therefore analyzed migration of MV-exposed DC cultures within the model. Surprisingly, enhanced motility toward the epithelial layer was observed for MV-infected DCs as compared to their uninfected siblings. This occurred independently of factors released from H358 cells indicating that MV infection triggered cytoskeletal remodeling associated with DC polarization enforced velocity. Accordingly, the latter was also observed for MV-infected DCs in collagen matrices and was particularly sensitive to ROCK inhibition indicating infected DCs preferentially employed the amoeboid migration mode. This was also implicated by loss of podosomes and reduced filopodial activity both of which were retained in MV-exposed uninfected DCs. Evidently, sphingosine kinase (SphK) and sphingosine-1-phosphate (S1P) as produced in response to virus-infection in DCs contributed to enhanced velocity because this was abrogated upon inhibition of sphingosine kinase activity. These findings indicate that MV infection promotes a push-and-squeeze fast amoeboid migration mode via the SphK/S1P system characterized by loss of filopodia and podosome dissolution. Consequently, this enables rapid trafficking of virus toward epithelial cells during viral exit.}, language = {en} } @phdthesis{Dittmar2008, author = {Dittmar, Sandra}, title = {Masernvirus-induzierte Blockade der transendothelialen Migration von Leukozyten und infektionsvermittelte Virusausbreitung durch Endothelzellschichten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35050}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Neben dem bekannten Tropismus des Masernvirus f{\"u}r CD150-positive aktivierte Zellen des Immunsystems, spielt der Endothelzelltropismus f{\"u}r die akute Masernviruserkrankung einschließlich ihren nachfolgenden Komplikationen eine wichtige pathogene Rolle. Die Infektion der Endothelzellen steht in Zusammenhang mit dem Auftreten des MV-Exanthems. Es ist auch m{\"o}glich, dass die „Akute Enzephalitits" und der Viruseintritt ins zentrale Nervensystem wie im Falle der subakuten sklerosierenden Panenzephalitis (SSPE) durch Endothelzellinfektion vermittelt wird. Ziel der Arbeit war herauszufinden, wie und ob das MV Endothelzellbarrieren {\"u}berwinden kann mittels Transport infizierter Leukozyten oder durch Infektion von EZs mit basolateraler Virusfreisetzung. Es wurde untersucht, ob die F{\"a}higkeit von prim{\"a}ren humanen T- Zellen durch polarisierte Zellschichten von „human brain microvascular endothelial cells" (HBMECs) zu wandern durch die Infektion beeinflusst wird. Die F{\"a}higkeit von infizierten Lymphozyten durch die Poren der Filter zu wandern war teilweise beeintr{\"a}chtigt, jedoch war das Ergebnis statistisch nicht signifikant. Im Gegensatz dazu war die F{\"a}higkeit der Zellen durch Endothelzellbarrieren zu wandern drastisch reduziert. Nach Infektion adh{\"a}rierten die Leukozyten st{\"a}rker auf den Endothelzellen. Bei dieser Adh{\"a}sion von PBMCs an Endothelzellen kam es trotz Infektion zur Ausbildung von sogenannten „transmigratory cups" oder docking- Strukturen. Dieser enge Zell-Zell-Kontakt hatte zur Folge, dass die MV-Infektion vom Lymphozyten auf die Endothelzelle {\"u}bertragen wurde. Die MV-H{\"u}llproteine wurden auf der apikalen und basolateralen Seite infizierter Endothelzellen exprimiert wie anhand von Aufnahmen mit dem konfokalen Mikroskop am Beispiel des H-Proteins gezeigt werden konnte. Titrationen ergaben, dass das Virus auf beiden Seiten der Zellen freigesetzt wurde. Desweiteren wurde best{\"a}tigt, dass auch f{\"u}r polarisierte Endothelzellen die auf Tyrosin basierenden Transportsignale verantwortlich sind f{\"u}r die basolaterale Virusfreisetzung. Die Daten unterst{\"u}tzen die Hypothese, dass das Virus mit Hilfe der Infektion und der bipolaren Virusfreisetzung {\"u}ber Endothelzellbarrieren}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Gassert2011, author = {Gassert, Evelyn}, title = {Die Bedeutung von Ceramiden f{\"u}r die Reorganisation des Zytoskeletts in T-Zellen, die Ausbildung einer immunologischen Synapse und die T-Zell-Aktivierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65123}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Ceramide sind biologisch aktive Sphingolipide, die verschiedene zellul{\"a}re Signalwege regulieren, meist im Zusammenhang mit der Induktion von Apoptose oder der Regulation des Zellzyklus. Dar{\"u}ber hinaus wurde in der Literatur beschrieben, dass Ceramide die Zytoskelettdynamik unterschiedlicher Zelltypen beeinflussen, die Bedeutung von Ceramiden f{\"u}r die Funktion von T-Zellen wurde allerdings bisher wenig untersucht. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die exogene Akkumulation von Ceramiden ebenso wie die Generierung von Ceramiden durch bSMase die Adh{\"a}renz von T-Zellen an FN bzw. ICAM-1 beeintr{\"a}chtigt. Des Weiteren konnte eine verminderte T-Zell-Polarisierung auf FN sowie eine reduzierte Chemotaxis und Motilit{\"a}t ceramidmodifizierter T-Zellen in Antwort auf SDF-1 nachgewiesen werden. In {\"U}bereinstimmung mit der Unf{\"a}higkeit ceramidmodifizierter Zellen morphologisch zu polarisieren wird ferner die Relokalisation von Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}len und intrazellul{\"a}rer Proteine durch die Akkumulation von Ceramiden gest{\"o}rt. {\"U}berdies konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass Ceramide mit dem Aktivierungsstatus von Akt und ERM-Proteinen interferieren, da eine verminderte stimulationsabh{\"a}ngige Phosphorylierung von Akt und ERM-Proteinen in ceramidmodifizierten Zellen nachgewiesen wurde. Ein wesentlicher Schritt im Verlauf der T-Zell-Aktivierung ist die Ausbildung einer immunologischen Synapse mit dendritischen Zellen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass, obwohl ceramidreiche Membrandom{\"a}nen von der Kontaktstelle ausgeschlossen werden, Konjugatfrequenz und Architektur der IS durch die Induktion von Ceramiden nicht beeinflusst werden, da eine normale Verteilung von CD3 und des MTOC beobachtet wurde. Allerdings wird die Funktionalit{\"a}t der Konjugate durch die Induktion von Ceramiden beeintr{\"a}chtigt. Ceramidmodifizierte Zellen waren nur eingeschr{\"a}nkt in der Lage Orai1 und Stim1 zur Kontaktfl{\"a}che mit DCs zu translozieren. In {\"U}bereinstimmung mit diesen Befunden wurde auch ein verminderter Calcium-Einstrom sowie eine verminderte Proliferation infolge der Akkumulation von Ceramiden detektiert. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass Ceramide wesentliche Prozesse im Verlauf der T-Zell-Aktivierung beeinflussen, so dass die pathogeninduzierte Generierung von Ceramiden einen m{\"o}glichen Mechanismus darstellt, die Funktion von T-Zellen zu beeintr{\"a}chtigen.}, subject = {Ceramide}, language = {de} } @article{GrafenSchumacherChithelenetal.2019, author = {Grafen, Anika and Schumacher, Fabian and Chithelen, Janice and Kleuser, Burkhard and Beyersdorf, Niklas and Schneider-Schaulies, J{\"u}rgen}, title = {Use of acid ceramidase and sphingosine kinase inhibitors as antiviral compounds against measles virus infection of lymphocytes in vitro}, series = {Frontiers in Cell and Developmental Biology}, volume = {7}, journal = {Frontiers in Cell and Developmental Biology}, number = {218}, issn = {2296-634X}, doi = {10.3389/fcell.2019.00218}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196099}, year = {2019}, abstract = {As structural membrane components and signaling effector molecules sphingolipids influence a plethora of host cell functions, and by doing so also the replication of viruses. Investigating the effects of various inhibitors of sphingolipid metabolism in primary human peripheral blood lymphocytes (PBL) and the human B cell line BJAB we found that not only the sphingosine kinase (SphK) inhibitor SKI-II, but also the acid ceramidase inhibitor ceranib-2 efficiently inhibited measles virus (MV) replication. Virus uptake into the target cells was not grossly altered by the two inhibitors, while titers of newly synthesized MV were reduced by approximately 1 log (90\%) in PBL and 70-80\% in BJAB cells. Lipidomic analyses revealed that in PBL SKI-II led to increased ceramide levels, whereas in BJAB cells ceranib-2 increased ceramides. SKI-II treatment decreased sphingosine-1-phosphate (S1P) levels in PBL and BJAB cells. Furthermore, we found that MV infection of lymphocytes induced a transient (0.5-6 h) increase in S1P, which was prevented by SKI-II. Investigating the effect of the inhibitors on the metabolic (mTORC1) activity we found that ceranib-2 reduced the phosphorylation of p70 S6K in PBL, and that both inhibitors, ceranib-2 and SKI-II, reduced the phosphorylation of p70 S6K in BJAB cells. As mTORC1 activity is required for efficient MV replication, this effect of the inhibitors is one possible antiviral mechanism. In addition, reduced intracellular S1P levels affect a number of signaling pathways and functions including Hsp90 activity, which was reported to be required for MV replication. Accordingly, we found that pharmacological inhibition of Hsp90 with the inhibitor 17-AAG strongly impaired MV replication in primary PBL. Thus, our data suggest that treatment of lymphocytes with both, acid ceramidase and SphK inhibitors, impair MV replication by affecting a number of cellular activities including mTORC1 and Hsp90, which alter the metabolic state of the cells causing a hostile environment for the virus.}, language = {en} } @phdthesis{Hollmann2017, author = {Hollmann, Claudia Beate}, title = {Einfluss der sauren Sphingomyelinase auf anti-virale T-Zellantworten im Masernvirus-Infektionsmodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153807}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Die saure Sphingomyelinase (Asm), ein Enzym des Sphingolipidmetabolismus, spaltet Sphingomyelin zu Ceramid und Phosopocholin. Aktiviert wird die Asm unter anderem durch Stimulation des CD28 Rezeptors. CD28 Signale werden auch f{\"u}r die Aktivierung von konventionellen T-Zellen (Tconv) und f{\"u}r die Kostimulation ben{\"o}tigt und sind essentiell f{\"u}r die Differenzierung von regulatorischen T-Zellen (Treg) im Thymus und deren Erhalt in der Peripherie. Wir konnten zeigen, dass sich Tconv und Treg Zellen hinsichtlich der Asm unterscheiden. Treg haben eine h{\"o}here "basale" Asm Aktivit{\"a}t, widergespiegelt im h{\"o}heren Ceramidgehalt und haben eine niedrigere Lipidordnung als Tconv Zellen. Die Abwesenheit der Asm in defizienten M{\"a}usen bewirkt einen relativen Anstieg der Treg-Frequenz innerhalb der CD4+ T-Zellen. Außerdem f{\"u}hrt die Asm-Defizienz in Treg Zellen zu einer erh{\"o}hten Umsatzrate des immunsupprimierenden Molek{\"u}ls CTLA-4 und zu einer verst{\"a}rkten Suppressivit{\"a}t von Treg Zellen aus Asm-/- M{\"a}usen gegen{\"u}ber Wildtyp Zellen. Ein Anstieg in der Treg-Frequenz, {\"a}quivalent zur genetischen Defizienz, kann auch durch Inhibition der Asm, d. h. durch Wirkstoffe wie Amitriptylin und Desipramin erreicht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Inhibitorbehandlung die absolute Anzahl der Tconv Zellen selektiv verringert, da Treg Zellen gegen{\"u}ber dem Asm Inhibitor-induzierten Zelltod resistenter sind. Mechanistisch erkl{\"a}rbar sind die Unterschiede gegen{\"u}ber den proapoptotischen Inhibitoreffekten zwischen Tconv und Treg Zellen dadurch, dass Treg Zellen durch die Anwesenheit von IL-2 gesch{\"u}tzt sind. In Abwesenheit von IL-2 sterben die Treg Zellen ebenfalls. Die gezielte Ver{\"a}nderung des Verh{\"a}ltnisses von Treg zu Tconv durch den Einsatz von Asm-inhibitorischen Medikamenten kann hilfreich bei der therapeutischen Behandlung von inflammatorischen- und Autoimmunerkrankungen sein. Inwiefern die Asm f{\"u}r die Funktion von T-Zellen in der anti-viralen Immunantwort entscheidend ist, wurde im Masernvirus-Infektionsmodell n{\"a}her untersucht. In Asm-/- M{\"a}usen und Amitriptylin-behandelten M{\"a}usen konnte gezeigt werden, dass in Abwesenheit der Asm die Kontrolle der Masernvirusinfektion verschlechtert ist. Treg sind auch hier von entscheidender Bedeutung, da die Asm-abh{\"a}ngige, verst{\"a}rkte Masernvirusinfektion bei Fehlen der Asm nur in Gegenwart von Treg auftritt. In der akuten Phase gibt es in Asm-/- M{\"a}usen weniger masernvirusspezifische T-Zellen und dadurch eine verringerte Beseitigung der Viruslast. In der chronischen Phase ist die Anzahl masernvirusspezifischer T-Zellen zwischen WT und Asm-/- M{\"a}usen vergleichbar. In Letzteren ist allerdings die Anzahl und Frequenz von T-Zellen im Gehirn infizierter M{\"a}use noch deutlich erh{\"o}ht, was die verst{\"a}rkte Maserninfektion widerspiegelt. Zusammenfassend zeigt sich, dass die Asm die Funktion von Treg moduliert und einen Einfluss auf das Verh{\"a}ltnis von Tconv und Treg zueinander hat. Im Masernvirus-Infektionsmodell kann die Ver{\"a}nderung des Tconv zu Treg Verh{\"a}ltnisses in Abwesenheit der Asm urs{\"a}chlich f{\"u}r die verringerte Viruskontrolle sein. Die Asm Inhibitor-induzierte Treg-Aktivierung und die Beeinflussung des Treg zu Tconv Verh{\"a}ltnisses k{\"o}nnen wiederum f{\"u}r therapeutische Zwecke genutzt werden, wie beispielsweise bei Multipler Sklerose und Rheumatoider Arthritis.}, subject = {saure Sphingomyelinase}, language = {de} } @article{KimGrimmigGrimmetal.2013, author = {Kim, Mia and Grimmig, Tanja and Grimm, Martin and Lazariotou, Maria and Meier, Eva and Rosenwald, Andreas and Tsaur, Igor and Blaheta, Roman and Heemann, Uwe and Germer, Christoph-Thomas and Waaga-Gasser, Ana Maria and Gasser, Martin}, title = {Expression of Foxp3 in Colorectal Cancer but Not in Treg Cells Correlates with Disease Progression in Patients with Colorectal Cancer}, series = {PLoS ONE}, volume = {8}, journal = {PLoS ONE}, number = {1}, doi = {10.1371/journal.pone.0053630}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130340}, pages = {e53630}, year = {2013}, abstract = {Background Measles virus (MV) causes T cell suppression by interference with phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) activation. We previously found that this interference affected the activity of splice regulatory proteins and a T cell inhibitory protein isoform was produced from an alternatively spliced pre-mRNA. Hypothesis Differentially regulated and alternatively splice variant transcripts accumulating in response to PI3K abrogation in T cells potentially encode proteins involved in T cell silencing. Methods To test this hypothesis at the cellular level, we performed a Human Exon 1.0 ST Array on RNAs isolated from T cells stimulated only or stimulated after PI3K inhibition. We developed a simple algorithm based on a splicing index to detect genes that undergo alternative splicing (AS) or are differentially regulated (RG) upon T cell suppression. Results Applying our algorithm to the data, 9\% of the genes were assigned as AS, while only 3\% were attributed to RG. Though there are overlaps, AS and RG genes differed with regard to functional regulation, and were found to be enriched in different functional groups. AS genes targeted extracellular matrix (ECM)-receptor interaction and focal adhesion pathways, while RG genes were mainly enriched in cytokine-receptor interaction and Jak-STAT. When combined, AS/RG dependent alterations targeted pathways essential for T cell receptor signaling, cytoskeletal dynamics and cell cycle entry. Conclusions PI3K abrogation interferes with key T cell activation processes through both differential expression and alternative splicing, which together actively contribute to T cell suppression.}, language = {en} } @phdthesis{Klagge2001, author = {Klagge, Ingo M.}, title = {Interaktion von Masernviren mit humanen Dendritischen Zellen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1180982}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Das Masernvirus ist ein Mitglied der Familie der Paramyxoviridae. Obwohl eine wirksame attenuierte Lebendvakzine erh{\"a}ltlich ist, bleiben Masern eine bedeutende virale Infektionserkrankung, die j{\"a}hrlich ca. eine Millionen Opfer fordert. Trotz einer w{\"a}hrend der Infektion induzierten protektiven und MV-spezifischen Immunantwort, ruft MV eine generelle Immunsuppression hervor, die zu einer St{\"o}rung der zellul{\"a}ren Immunantwort f{\"u}hrt. Diese Immunsuppression beg{\"u}nstigt bakterielle und virale Superinfektionen, was vor allem in unterentwickelten L{\"a}ndern begleitet von mangelhafter {\"a}rztlicher Versorgung und Untern{\"a}hrung zu einem fatalen Ausgang einer MV-Infektion f{\"u}hrt. Die molekularen Grundlagen der MV-assoziierten Immunsuppression sind noch nicht ausreichend verstanden. Dendritische Zellen (DC) gelten als ein Bindeglied zwischen der angeborenen und der adaptiven Immunantwort. Sie sind entscheidend an der Ausl{\"o}sung einer prim{\"a}ren, adaptiven T-Zellantwort beteiligt und k{\"o}nnten im Falle einer MV-Infektion somit sowohl eine Rolle in der Induktion der protektiven Immunantwort als auch in der Etablierung der MV-assoziierten Immunsuppression spielen. Tats{\"a}chlich sind DC, die in vitro aus humanen Monozyten des peripheren Bluts (MoDC) generiert wurden, durch MV-St{\"a}mme infizierbar. Dabei zeigten sogenannte Wildtypst{\"a}mme im Vergleich mit Vakzinest{\"a}mmen eine schnellere Inektionskinetik einhergehend mit einem st{\"a}rkeren zytopathischen Effekt (CPE) in den MoDC-Kulturen. Zudem konnte festgestellt werden, dass eine Infektion der MoDC-Kulturen zu einer Aktivierung und Ausreifung der Zellen f{\"u}hrte, wobei es zur Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen kam. Neben Tumornekrosefaktor alpha (TNF-a) konnte Typ I-Interferon (IFN) nachgewiesen werden, das die Expression des kostimulatorischen Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}ls CD86 induzierte. MV-Infektionen beeinflussten zudem die Sekretion von Interleukin 12 (IL-12), das als ein Schl{\"u}sselzytokin f{\"u}r die Polarisierung von T-Zellantworten angesehen wird. Infektionen mit einem prototypischen MV-Vakzinestamm (ED-B) f{\"u}hrten unter allen Stimulationsbedingungen zu einer Hemmung oder deutlichen Reduktion der sezernierten Mengen IL-12. Eine Infektion mit dem Wildtypstamm WTF hingegen induzierte bereits ohne weitere Stimulation der MoDC IL-12 und verst{\"a}rkte die Sekretion an IL-12 nach Stimulation mit Lipopolysaccharid (LPS). Trotz der zu beobachtenden Aktivierung der MoDC nach Infektion mit MV zeigten diese MoDC-Kulturen in einem funktionellen Test, einer allogenen mixed leukocyte reaction (MLR), keine Stimulation der T-Zellproliferation. Es zeigte sich, dass das Ausbleiben der T-Zellproliferation mit der Zahl an MV-infizierten MoDC korrelierte. MV-infizierte MoDC-Kulturen hemmten zudem die Proliferation von T-Zellkulturen, die mit Phytoh{\"a}magglutinin (PHA) oder mit Staphylococcusenterotoxin A (SEA) aktiviert worden waren. Diese dominant hemmende Wirkung MV-infizierter MoDC-Kulturen unterblieb, wenn rekombinante MV eingesetzt wurden, denen die MV-spezifischen Glykoproteine H und F fehlten.}, subject = {Dendritische Zelle}, language = {de} } @phdthesis{Lehmann2006, author = {Lehmann, Christine}, title = {Die Bedeutung des Masernvirus Matrix-Proteins f{\"u}r die Virusfreisetzung und zelltypabh{\"a}ngige Unterschiede seines intrazellul{\"a}ren Transports}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22107}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Die Morphogenese von Viruspartikeln und deren Freisetzung aus infizierten Zellen sind sp{\"a}te Schritte im viralen Lebenszyklus. Matrix-Proteine (M) negativstr{\"a}ngiger RNA-Viren und Retroviren, bei denen es sich um periphere Membran-assoziierte Proteine handelt, spielen f{\"u}r diese Prozesse eine besonders wichtige Rolle. Im Verlauf der Masernvirus (MV)-Infektion interagiert das M-Protein mit dem viralen Nukleoproteinkomplex im Innern der Viruspartikel einerseits und mit den viralen Glykoproteinen auf der Oberfl{\"a}che andererseits. Die Bedeutung des MV M-Proteins f{\"u}r die Partikelproduktion und sein intrazellul{\"a}rer Transport wurden bislang wenig untersucht. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass das MV M-Protein in h{\"o}hermolekularen Komplexe oligomerisiert und transient mono-ubiquitiniert vorliegt. Beide biochemischen Eigenschaften des M-Proteins sind wahrscheinlich f{\"u}r die Partikelentstehung von Bedeutung, wie durch Studien an M-Protein-Orthologen anderer Viren bereits belegt wurde. Das MV M-Protein assoziierte mit Membranen und speziellen Membranmikrodom{\"a}nen, sogenannten Detergenz-resistenten Membranfraktionen (DRMs), und vermittelte nach transienter Expression in Fibroblasten die Produktion Virus-{\"a}hnlicher Partikel (virus-like particles, VLPs). Es ist beschrieben, dass umh{\"u}llte Viren pr{\"a}ferenziell aus DRMs freigesetzt werden. Die Koexpression des MV-Glykoproteins F erh{\"o}hte den Anteil mit DRM-assoziierten M-Proteins um ein Vierfaches, steigerte jedoch, wie auch das H-Protein, die Effizienz der VLP-Freisetzung nicht. {\"U}berraschenderweise waren beide jedoch selbst in der Lage VLPs zu induzieren. Die Effizienz der VLP-Produktion war gering und entsprach der der Viruspartikelfreisetzung. Dendritische Zellen (DCs) sind f{\"u}r MV semipermissiv. Obwohl alle viralen Proteine synthetisiert werden, wird kein infekti{\"o}ses Virus freigesetzt. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die intrazellul{\"a}re Lokalisation der M-, H- und N-Proteine dramatisch von der in der produktiv infizierbaren Fibroblastenzelllinie HeLa abweicht. W{\"a}hrend in infizierten HeLa-Zellen das M-Protein mit Lamp-1-positiven sp{\"a}ten Endosomen kolokalisierte, akkumulierten in DCs alle untersuchten viralen Proteine in einem sp{\"a}t endosomalen Kompartiment, das das Tetraspanin CD81, aber nicht Lamp-1, enthielt und m{\"o}glicherweise an der MHC-Klasse-II-abh{\"a}ngigen Antigenpr{\"a}sentation beteiligt ist.}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Mueller2006, author = {M{\"u}ller, Nora}, title = {Masern Virus Interferenz mit T-Zell-Aktivierung : Einfluß auf Zytoskelettdynamik, Mobilit{\"a}t und Interaktion mit Dendritischen Zellen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17953}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Der Kontakt humaner T-Zellen mit dem MV Glykoproteinkomplex interferiert mit der CD3/CD28 stimulierten Aktivierung von PI3/Akt-Kinase Signalwegen. Damit verbunden ist der ineffiziente Transport PH-Dom{\"a}nen-enthaltender Proteine in Membran-rafts, wie der Akt-Kinase und Vav, den Guaninnukleotid-Austauschfaktor von Rho GTPasen. Es konnte gezeigt werden, dass infolge des MV-Kontaktes die CD3/CD28 stimulierte Aktivit{\"a}t der Rho GTPasen Cdc42 und Rac1 inhibiert ist. Dagegen war in MV-behandelten Zellen eine leichte RhoA Aktivierung festzustellen. Rho GTPasen spielen eine kritische Rolle in der Regulation von Zytoskelettorganisation von T-Lymphozyten. {\"U}bereinstimmend damit wurde gezeigt, dass der Kontakt mit MV die CD3/CD28 costimulierte Aktivierung und Polymerisation des F-Aktins inhibiert. Damit verbunden ist die reduzierte F{\"a}higkeit MV-behandelter T-Zellen auf Fibronektin- und mit CD3/CD28 Antik{\"o}rpern-beschichteten Objekttr{\"a}gern zu polarisieren. Die Ausbildung F-Aktin-getriebener morphologischer Ver{\"a}nderungen, wie Filopodien, Lamellipodien und Uropodien, ist drastisch reduziert. Rasterelektronenmikroskopische Auf-nahmen zeigten in nicht-stimulierten und CD3/CD28 costimulierten MV-behandelten T-Zellen einen nahezu kompletten Verlust an Mikrovilli und Lamellipodien. Die Bindung von MV induziert die Dephosphorylierung des F-Aktin-bindenden Proteins Cofilin und der ERM-Proteine. Es konnte demonstriert werden, dass der MV-Kontakt die Ausbildung einer reifen immunologischen Synapse st{\"o}rt. Trotz der morphologischen Ver{\"a}nderungen konjugieren MV-behandelte T-Zellen mit DCs. Die Anzahl MV-behandelter T-Zellen, die mit DCs inter-agieren, ist vergleichbar mit der mock-behandelter T-Zellen. Allerdings zeigt die 3-dimensionale Rekonstruktion der DC/T-Zell-Kontaktzone, dass in MV-behandelten T-Zellen die zentrale Akkumulation und Clusterbildung des CD3-Molek{\"u}ls gest{\"o}rt ist und keine monozentrische Synapse ausbildet wird. Desweiteren erfolgt die Relokalisation des MTOC in T-Zellen in Richtung der DC unvollst{\"a}ndig. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der MV Glykoproteinkomplex mit essentiellen Schritten einer erfolgreichen T-Zell-Aktivierung w{\"a}hrend der APC/T-Zell-Interaktion interferiert.}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Obojes2005, author = {Obojes, Karola}, title = {Untersuchung der Infizierbarkeit von Endothelzellen mit Masernviren und des Interferon-induzierten antiviral wirksamen Mechanismus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14936}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Das Masernvirus (MV) geh{\"o}rt zu den negativ-str{\"a}ngigen RNA-Viren der Familie der Paramyxoviridae und verursacht beim Menschen akute und subakute Enzephalitiden. Es wurde beschrieben, dass sich MV-RNA in den Endothelzellen von SSPE (subakute sklerosierende Panenzephalitis)-Gehirnen nachweisen l{\"a}sst (Cosby \& Brankin, 1995). In dieser Arbeit konnte ich eine CD46- und CD150-unabh{\"a}ngige Infektion von Endothelzellen durch Wildtyp-MV nachweisen. Ferner wurde beschrieben, dass das Typ II-Interferon (IFN-g) im Serum von Patienten mit akuten Masern und nach einer Masernimpfung erh{\"o}ht ist (Okada et al., 2001; Ovsyannikova et al., 2003) und dieses Zytokin l{\"a}sst sich auch in Gehirnl{\"a}sionen von SSPE-Patienten detektieren (Nagano et al., 1994). Basierend auf diesen Erkenntnissen, konnte ich eine durch das Enzym Indolamin 2,3-Dioxygenase (IDO) vermittelte antivirale Aktivit{\"a}t von IFN-g gegen MV nachweisen. Endothelzellen (EZ) sind bei der akuten Masernerkrankung oder nachfolgenden Komplikationen, die auf einer persistierenden Infektion basieren, wichtige Zielzellen. CD46 und CD150 (signalling lymphocytic activation molecule, SLAM) wurden als zellul{\"a}re Rezeptoren f{\"u}r MV beschrieben (D{\"o}rig et al., 1993; Naniche et al., 1993; Tatsuo et al., 2000). Es konnte gezeigt werden, dass humane EZ aus dem Gehirn und aus der Nabelschnurvene (HBMECs und HUVECs) zwar CD46, aber auf RNA- und auf Proteinebene kein SLAM exprimieren. Diese Zellen konnten jedoch mit den Wildtyp-MV, die CD46 nicht als Rezeptor benutzen, infiziert werden. Diese Untersuchungen deuten auf die Pr{\"a}senz eines zus{\"a}tzlichen Rezeptors f{\"u}r die Aufnahme und Verbreitung von MV in humanen EZ hin. Der antivirale Effekt von Interferonen spielt bei der MV-Vermehrung eine entscheidende Rolle und variiert jedoch in Abh{\"a}ngigkeit von der Wirtszelle (Schnorr et al., 1993). Im Gegensatz zu den attenuierten MV-Impfst{\"a}mmen k{\"o}nnen Wildtyp-MV den antiviralen Effekt von Typ I-IFN blockieren, indem sie die Induktion von IFNa/b hemmen und die Sensivit{\"a}t gegen{\"u}ber dem antiviralen Effekt vermindern. Dabei spielen die V- und C-Proteine des MV eine Rolle (Naniche et al., 2000; Patterson et al., 2000; Shaffer et al., 2003), die mit zellul{\"a}ren STAT-Proteinen und IRF-9 interagieren (Palosaari et al., 2003; Takeuchi et al., 2003; Yokota et al., 2003). In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass IFN-g die Replikation aller MV-St{\"a}mme vorwiegend in Endo- und Epithelzellen hemmen kann und, dass diese durch IFN-g induzierte, antivirale Aktivit{\"a}t mit der Induktion der Indolamin 2,3-Dioxygenase (IDO) korreliert. IDO ist ein Enzym, welches in Anwesenheit von Sauerstoff den Abbau von Tryptophan zu Kynurenin katalysiert (Hirata et al., 1975) und haupts{\"a}chlich antiparasit{\"a}re, antibakterielle und antivirale (Bodaghi et al., 1999; Adams et al., 2004) Effekte vermittelt. Im Zusammenhang mit Masern wurde beschrieben, dass die Tryptophan Katabolite in SSPE-Patienten erh{\"o}ht sind (Kurup \& Kurup, 2002). Die Daten in dieser Arbeit zeigen, dass die durch IFN-g-induzierte antivirale Aktivit{\"a}t durch Zugabe von L-Tryptophan nahezu aufgehoben werden kann und daher IDO im Zuge der anti-MV Aktivit{\"a}t eine entscheidende Rolle spielt.}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Pfeuffer2002, author = {Pfeuffer, Joanna}, title = {Untersuchung der Masernvirus-induzierten Immunsuppression im Baumwollrattenmodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4808}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Die Infektion mit MV Wildtypvirus f{\"u}hrt zu einer starken Immunsuppression und Sekund{\"a}rinfektionen, die bei der Immunisierung mit einem attenuierten Vakzinestamm nicht auftreten. In vitro Studien zeigen, dass sowohl MV Wildtyp- als auch Impfstamminfizierte Zellen die Mitogen-induzierte Proliferation von humanen Blutlymphozyten inhibieren. Zur Best{\"a}tigung dieser Befunde im Baumwollrattenmodell wurde gezeigt, dass in vitro MV-infizierte Zellen die Proliferation der naiven Milzzellen hemmen und keine Unterschiede zwischen Wildtypen und Impfst{\"a}mmen bestehen. Im Gegensatz dazu wurden nach intranasaler Infektion von Baumwollratten Unterschiede hinsichtlich der Proliferationsinhibition, Virusreplikation und Ausbreitung zwischen Wildtypvirus WTF und Impfstamm Edm gefunden. Nach intranasaler Infektion mit 105 TCID50 WTF war am Tag 4 die Proliferation bis zu 40\% inhibiert. Bis zu 20 Tagen nach Infektion mit WTF wurde eine Proliferationsinhibition gemessen und das Virus in den drainierenden Lymphknoten bis Tag 4 nachgewiesen. Die intranasale Infektion mit Dosen von 103 TCID50 WTF bzw. mit 2-4x106 TCID50 Edm konnten im gleichem Maße die T-Zell- Proliferation hemmen. Somit war eine 1000fach niedrigere Dosis an WTF ausreichend, die gleiche hemmende Wirkung zu erzielen. Der gleiche Effekt wurde bei weiteren Wildtypst{\"a}mmen (Bilthoven, ICB) und Impfst{\"a}mmen gefunden. Eine Ursache f{\"u}r den unterschiedlich immunsuppressiven Effekt zwischen Wildtypen und Impfst{\"a}mmen k{\"o}nnte die unterschiedliche Rezeptornutzung sein. Wildtypviren benutzen CD150 als Rezeptor und Impfst{\"a}mme sowohl CD150 als auch CD46. Die Impfst{\"a}mme wurden urspr{\"u}nglich von Edm Wildtyp durch Passagierung auf Fibroblasten-Zellinien attenuiert und adaptierten an die CD46-Rezeptornutzung. Durch die dabei erfolgte Adaptation an CD46 wurde der Virus attenuiert. Dieses Ph{\"a}nomen konnte auch nach Passagierung eines Wildtypvirus auf verschiedenen Zelllinien gezeigt werden. Der auf lymphoiden Zellen passagierte Wildtyp WTFb und der auf Fibroblasten-Zellen WTFv passagierte haben unterschiedliches immunsuppressives Potential. Interessanterweise zeigte Edm-Wildtyp nach 9 Passagen auf Fibroblasten- Zellinien einen attenuierten Ph{\"a}notyp im Baumwollrattenmodell. Allerdings revertierte dieser Virus bereits nach 3 Passagen in der Baumwollratte zu einem immunsuppressiven, sich ausbreitenden Virus. Die Untersuchung der rekombinanten Viren Edm (WTF H), Edm (WTF F) und Edm (WTF H+F) zeigte, dass Impfst{\"a}mme, welche das Oberfl{\"a}chenprotein H von WTF anstelle des H-Proteins von Edm tragen, proliferationshemmend sind und sich im Organismus ausbreiten. Das F-Protein von Edm oder WTF hatte keinen Einfluß auf Immunsuppression und Virusausbreitung, Die R{\"u}ckmutation in dem WTF H-Protein an der Aminos{\"a}ure-Position 481 von Aspargin zu Tyrosin (N481Y) ver{\"a}nderte die Rezeptornutzung von CD46 auf CD150 und den Ph{\"a}notyp von einem immunsuppressiven, sich ausbreitenden Virus zu einem nichtimmunsuppressiven, nicht-ausbreitenden Virus. Da die Aminos{\"a}ureposition 481 einen starken Einfluß auf die Benutzung von CD46 oder CD150 aus{\"u}bt, scheint somit das HProtein von WTF die immunsuppressive Wirkung und Virusausbreitung maßgeblich zu beeinflussen. Wie beim Menschen konnten in der Baumwollratte MV-infizierte Makrophagen nachgewiesen werden. Durch die Infektion mit einem GFP-MV wurde die Virusreplikation nachgewiesen, das Virus wurde aus Makrophagen r{\"u}ckisoliert und durch Kokultivierung mit Indikatorzellen die Auspr{\"a}gung des zytopathischen Effektes fluoreszenzmikroskopisch beobachtet. Weitere Untersuchungen zeigten Unterschiede zwischen WTF und Edm-infizierten Makrophagen hinsichtlich der Proliferationsinhibition von Milzzellen. Der direkte Kontakt von Wildtyp WTFinfizierten Makrophagen hemmte die T-Zell-Proliferation. Dagegen wurde durch Edminfizierte Makrophagen keine T-Zell-Proliferationinhibition ausgel{\"o}st. Erkl{\"a}ren l{\"a}ßt sich das m{\"o}glicherweise mit dem unterschiedlichen Sekretionsprofil verschiedener Interleukine von WTF und Edm-infizierten Makrophagen, da bei WTF-infizierten Makrophagen eine Unterdr{\"u}ckung der Produktion von IL-12 gefunden wurde. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die im Menschen beobachteten Unterschiede hinsichtlich Virusausbreitung und Immunsuppression zwischen Wildtypenund Impfst{\"a}mmen mit den Befunden in der Baumwollratte {\"u}bereinstimmen. Außerdem konnte festgestellt werden, dass die Interaktion von MV H-Protein und den Rezeptoren mit der Immunsuppression und Virusausbreitung korreliert. Die Unterdr{\"u}ckung der Sekretion von IL-12 in Makrophagen aus der Baumwollratte k{\"o}nnte die Hypothese unterst{\"u}tzen, dass die Immunsuppression w{\"a}hrend der MV-Infektion durch eine fehlgeleitete Th2-Antwort beg{\"u}nstig wird.}, subject = {Baumwollratte}, language = {de} } @article{ReuterSparwasserHuenigetal.2012, author = {Reuter, Dajana and Sparwasser, Tim and H{\"u}nig, Thomas and Schneider-Schaulies, J{\"u}rgen}, title = {Foxp3\(^+\) Regulatory T Cells Control Persistence of Viral CNS Infection}, series = {PLoS One}, volume = {7}, journal = {PLoS One}, number = {3}, doi = {10.1371/journal.pone.0033989}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134248}, pages = {e33989}, year = {2012}, abstract = {We earlier established a model of a persistent viral CNS infection using two week old immunologically normal (genetically unmodified) mice and recombinant measles virus (MV). Using this model infection we investigated the role of regulatory T cells (Tregs) as regulators of the immune response in the brain, and assessed whether the persistent CNS infection can be modulated by manipulation of Tregs in the periphery. CD4\(^+\) CD25\(^+\) Foxp3\(^+\) Tregs were expanded or depleted during the persistent phase of the CNS infection, and the consequences for the virus-specific immune response and the extent of persistent infection were analyzed. Virus-specific CD8\(^+\) T cells predominantly recognising the H-2D(b)-presented viral hemagglutinin epitope MV-H22-30 (RIVINREHL) were quantified in the brain by pentamer staining. Expansion of Tregs after intraperitoneal (i.p.) application of the superagonistic anti-CD28 antibody D665 inducing transient immunosuppression caused increased virus replication and spread in the CNS. In contrast, depletion of Tregs using diphtheria toxin (DT) in DEREG (depletion of regulatory T cells)-mice induced an increase of virus-specific CD8\(^+\) effector T cells in the brain and caused a reduction of the persistent infection. These data indicate that manipulation of Tregs in the periphery can be utilized to regulate virus persistence in the CNS.}, language = {en} } @article{RiedelMofoloAvotaetal.2013, author = {Riedel, Alice and Mofolo, Boitumelo and Avota, Elita and Schneider-Schaulies, Sibylle and Meintjes, Ayton and Mulder, Nicola and Kneitz, Susanne}, title = {Accumulation of Splice Variants and Transcripts in Response to PI3K Inhibition in T Cells}, series = {PLoS ONE}, volume = {8}, journal = {PLoS ONE}, number = {2}, doi = {10.1371/journal.pone.0050695}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130335}, pages = {e50695}, year = {2013}, abstract = {Background Measles virus (MV) causes T cell suppression by interference with phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) activation. We previously found that this interference affected the activity of splice regulatory proteins and a T cell inhibitory protein isoform was produced from an alternatively spliced pre-mRNA. Hypothesis Differentially regulated and alternatively splice variant transcripts accumulating in response to PI3K abrogation in T cells potentially encode proteins involved in T cell silencing. Methods To test this hypothesis at the cellular level, we performed a Human Exon 1.0 ST Array on RNAs isolated from T cells stimulated only or stimulated after PI3K inhibition. We developed a simple algorithm based on a splicing index to detect genes that undergo alternative splicing (AS) or are differentially regulated (RG) upon T cell suppression. Results Applying our algorithm to the data, 9\% of the genes were assigned as AS, while only 3\% were attributed to RG. Though there are overlaps, AS and RG genes differed with regard to functional regulation, and were found to be enriched in different functional groups. AS genes targeted extracellular matrix (ECM)-receptor interaction and focal adhesion pathways, while RG genes were mainly enriched in cytokine-receptor interaction and Jak-STAT. When combined, AS/RG dependent alterations targeted pathways essential for T cell receptor signaling, cytoskeletal dynamics and cell cycle entry. Conclusions PI3K abrogation interferes with key T cell activation processes through both differential expression and alternative splicing, which together actively contribute to T cell suppression.}, language = {en} } @article{SchneiderSchauliesBieringerHanetal.2013, author = {Schneider-Schaulies, J{\"u}rgen and Bieringer, Maria and Han, Jung Woo and Kendl, Sabine and Khosravi, Mojtaba and Plattet, Philippe}, title = {Experimental Adaptation of Wild-Type Canine Distemper Virus (CDV) to the Human Entry Receptor CD150}, series = {PLoS ONE}, journal = {PLoS ONE}, doi = {10.1371/journal.pone.0057488}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-96537}, year = {2013}, abstract = {Canine distemper virus (CDV), a close relative of measles virus (MV), is widespread and well known for its broad host range. When the goal of measles eradication may be achieved, and when measles vaccination will be stopped, CDV might eventually cross the species barrier to humans and emerge as a new human pathogen. In order to get an impression how fast such alterations may occur, we characterized required adaptive mutations to the human entry receptors CD150 (SLAM) and nectin-4 as first step to infect human target cells. Recombinant wild-type CDV-A75/17red adapted quickly to growth in human H358 epithelial cells expressing human nectin-4. Sequencing of the viral attachment proteins (hemagglutinin, H, and fusion protein, F) genes revealed that no adaptive alteration was required to utilize human nectin-4. In contrast, the virus replicated only to low titres (102 pfu/ml) in Vero cells expressing human CD150 (Vero-hSLAM). After three passages using these cells virus was adapted to human CD150 and replicated to high titres (105 pfu/ml). Sequence analyses revealed that only one amino acid exchange in the H-protein at position 540 Asp→Gly (D540G) was required for functional adaptation to human CD150. Structural modelling suggests that the adaptive mutation D540G in H reflects the sequence alteration from canine to human CD150 at position 70 and 71 from Pro to Leu (P70L) and Gly to Glu (G71E), and compensates for the gain of a negative charge in the human CD150 molecule. Using this model system our data indicate that only a minimal alteration, in this case one adaptive mutation, is required for adaptation of CDV to the human entry receptors, and help to understand the molecular basis why this adaptive mutation occurs.}, language = {en} } @article{TiwarekarFehrholzSchneiderSchaulies2019, author = {Tiwarekar, Vishakha and Fehrholz, Markus and Schneider-Schaulies, J{\"u}rgen}, title = {KDELR2 competes with measles virus envelope proteins for cellular chaperones reducing their chaperone-mediated cell surface transport}, series = {Viruses}, volume = {11}, journal = {Viruses}, number = {1}, issn = {1999-4915}, doi = {10.3390/v11010027}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-197468}, pages = {27}, year = {2019}, abstract = {Recently, we found that the cytidine deaminase APOBEC3G (A3G) inhibits measles (MV) replication. Using a microarray, we identified differential regulation of several host genes upon ectopic expression of A3G. One of the up-regulated genes, the endoplasmic reticulum (ER) protein retention receptor KDELR2, reduced MV replication ~5 fold when it was over-expressed individually in Vero and CEM-SS T cells. Silencing of KDELR2 in A3G-expressing Vero cells abrogated the antiviral activity induced by A3G, confirming its role as an A3G-regulated antiviral host factor. Recognition of the KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) motif by KDEL receptors initiates the retrograde transport of soluble proteins that have escaped the ER and play an important role in ER quality control. Although KDELR2 over-expression reduced MV titers in cell cultures, we observed no interaction between KDELR2 and the MV hemagglutinin (H) protein. Instead, KDELR2 retained chaperones in the ER, which are required for the correct folding and transport of the MV envelope glycoproteins H and fusion protein (F) to the cell surface. Our data indicate that KDELR2 competes with MV envelope proteins for binding to calnexin and GRP78/Bip, and that this interaction limits the availability of the chaperones for MV proteins, causing the reduction of virus spread and titers.}, language = {en} } @phdthesis{Tiwarekar2019, author = {Tiwarekar, Vishakha Rakesh}, title = {The APOBEC3G-regulated host factors REDD1 and KDELR2 restrict measles virus replication}, doi = {10.25972/OPUS-17952}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-179526}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Measles is an extremely contagious vaccine-preventable disease responsible for more than 90000 deaths worldwide annually. The number of deaths has declined from 8 million in the pre-vaccination era to few thousands every year due to the highly efficacious vaccine. However, this effective vaccine is still unreachable in many developing countries due to lack of infrastructure, while in developed countries too many people refuse vaccination. Specific antiviral compounds are not yet available. In the current situation, only an extensive vaccination approach along with effective antivirals could help to have a measles-free future. To develop an effective antiviral, detailed knowledge of viral-host interaction is required. This study was undertaken to understand the interaction between MV and the innate host restriction factor APOBEC3G (A3G), which is well-known for its activity against human immunodeficiency virus (HIV). Restriction of MV replication was not attributed to the cytidine deaminase function of A3G, instead, we identified a novel role of A3G in regulating cellular gene functions. Among two of the A3G regulated host factors, we found that REDD1 reduced MV replication, whereas, KDELR2 hampered MV haemagglutinin (H) surface transport thereby affecting viral release. REDD1, a negative regulator of mTORC1 signalling impaired MV replication by inhibiting mTORC1. A3G regulated REDD1 expression was demonstrated to inversely correlate with MV replication. siRNA mediated silencing of A3G in primary human blood lymphocytes (PBL) reduced REDD1 levels and simultaneously increased MV titres. Also, direct depletion of REDD1 improved MV replication in PBL, indicating its role in A3G mediated restriction of MV. Based on these finding, a new role of rapamycin, a pharmacological inhibitor of mTORC1, was uncovered in successfully diminishing MV replication in Vero as well as in human PBL. The ER and Golgi resident receptor KDELR2 indirectly affected MV by competing with MV-H for cellular chaperones. Due to the sequestering of chaperones by KDELR2, they can no longer assist in MV-H folding and subsequent surface expression. Taken together, the two A3G-regulated host factors REDD1 and KDELR2 are mainly responsible for mediating its antiviral activity against MV.}, language = {en} }