TY  - THES
A1  - Chithelen, Janice
T1  - Targeting viral and host factors to optimize anti-measles virus therapy
T1  - Zielgerichtete Hemmung von Virus- und Wirtsfaktoren zur Optimierung der Anti-Masern-Virus-Therapie
N2  - 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.
N2  - Masern sind eine uralte Krankheit, die bereits im 9. Jahrhundert historisch belegt ist. Umfangreiche Studien und Fortschritte in der Virologie haben die Identifizierung des viralen Erregers und anschließende Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs ermöglicht, was zu weltweiten Bemühungen um die Eliminierung der Masern geführt hat. Im Jahr 2018 wurden rund 140.000 Todesfälle aufgrund von Masern gemeldet, wobei die unvollständige Durchimpfungsrate eine der Hauptursachen für das Wiederauftreten der Krankheit ist. Masern sind hoch ansteckend und werden oft als Kinderkrankheit betrachtet. Die Erkrankung ist jedoch assoziiert mit einer Reihe Komplikationen und persistierenden Infektionen wie die subakute sklerosierende Panenzephalitis (SSPE), was den Bedarf nach spezifischen antiviralen Therapien in den Focus gebracht hat.
Ziel dieser Studie war es, zelluläre und virale Faktoren ins Visier zu nehmen, um die Therapie gegen das Masernvirus zu optimieren. Unser Ansatz bestand darin, eine Reihe von Substanzen, die bekanntermaßen Wirtsfunktionen oder virale Faktoren hemmen, auf ihre antivirale Wirkung auf die Masernreplikation zu testen. Primäre menschliche Lymphozyten, persistierend infizierte NT2-Zellen und post-mitotische Neuronen wurden als in-vitro-Modellsysteme für akute, persistierende und neuronale Infektionen verwendet, um die Inhibitoren zu testen. Durch den Einsatz der Inhibitoren Ceranib-2 und SKI-II, die auf die Enzyme saure Ceramidase und Sphingosinkinase des Sphingolipid-Stoffwechsels abzielen, konnten wir in infizierten menschlichen primären Lymphozyten eine verringerte Protein-Translationskapazität vermittelt durch mTORC1, EIF4E und ribosomales Protein S6-Phosphorylierung beobachten, die wahrscheinlich zur antiviralen Wirkung beiträgt. In den persistierend infizierten neuronalen NT2-Zellen und aus LUHMES-Zellen differenzierten post-mitotischen Neuronen beobachteten wir eine effektive Elimination des Virus oder Infektionshemmung bei Behandlung mit einem nicht-nukleosidischen Inhibitor (ERDRP-0519), der spezifisch auf die Polymerase des Morbillivirus abzielt. Andere Inhibitoren wie Ribavirin und Favipiravir waren weniger effektiv. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir 1) wir eine mTOR-assoziierte Protein-Translationsachse identifiziert haben, die mit dem Sphingolipid-Stoffwechsel in Verbindung steht und die Masernvirus-Replikation beeinflusst, und 2) In-vitro-Modelle für persistierend infizierte neuronale und post-mitotische Neuronen erfolgreich als schnelle Methode zum Testen von Virostatika gegen Masernvirus angewandt haben.
KW  - measles virus
KW  - sphingolipid
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-293059
ER  -