Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2008.

Thesis (doctoral)--München, 1982.

Frankfurt (Main), Univ., Diss., 2005.

Frankfurt (Main), Univ., Diss., 2002.

Bei der Implantation des Fetus in den Uterus und während der Schwangerschaft kommt es zu einer Interaktion fetaler Trophoblastzellen mit dem mütterlichen Immunsystem. Trotz vieler verschiedener Studien ist bis heute nicht grundlegend geklärt, welche Mechanismen zur immunologischen Akzeptanz des (semi-)allogenen Fetus durch die Mutter beitragen. Zur wechselseitigen Kommunikation zwischen Kind und Mutter tragen Zytokine bei, die von allen immunkompetenten Zellen sezerniert werden können und regulatorisch auf die Immunantwort wirken. Eine Störung im Gleichgewicht der Zytokine kann zu Aborten, Präeklampsie oder anderen Pathologien führen. Eine wichtige Quelle von Zytokinen stellen u.a. die reifen und unreifen dendritischen Zellen (DC), die in der humanen Dezidua nachgewiesen wurden, dar. DC übernehmen als effiziente Antigen präsentierende Zellen eine entscheidende Funktion im Immunsystem und können inflammatorische Immunantworten induzieren. Jedoch spielen sie auch eine wichtige Rolle bei der Vermittlung immunologischer Toleranz. Die menschliche Plazenta weist eine auffällig starke Expression verschiedener humaner endogener Retroviren (HERV) auf. Immunmodulierende Eigenschaften von HERV wurden bereits beschrieben, jedoch nicht die direkte Wirkung von HERV-Proteinen der Plazenta auf Zellen des Immunsystems. Im Rahmen der Arbeit sollte daher die Wirkung des Hüllproteins des HERV-K, das in den Zytotrophoblastenzellen und in den Zellen des extravillösen Trophoblasten nachgewiesen wurde, auf die Zytokinproduktion unreifer (iDC) und reifer DC (mDC) untersucht werden. Als Modellsystem wurden in-vitro aus Monozyten des peripheren Blutes differenzierte DC gewählt. Die DC wurden in unreifem und reifem Zustand mit unterschiedlichen Konzentrationen von HERV-K-Peptiden (rekombinante Proteine (TM05.04 und TM12.12) bzw. Peptide aus 22 Aminosäuren (K120 und K177)) behandelt. Untersucht wurden die Veränderungen der Zytokinspiegel in den Zellkulturüberständen mittels Cytometric Bead Assay und Durchflusszytometrie. Die Messungen zeigten z.T. signifikante Veränderungen der Zytokinproduktion. So wurde die TNF-α-Sekretion der mDC durch K120 und K177 signifikant vermindert. Dieselben Peptide supprimierten ebenfalls signifikant die IL-8-Sekretion der mDC. Jedoch kam es durch alle vier HERV-Peptide (bei drei Peptiden signifikant) zu einer Steigerung der IL-8-Produktion in den iDC. Auch IL-6 wurde von den iDC durch HERV-K mehrheitlich signifikant vermehrt ausgeschüttet. Bzgl. IL-6 ergaben sich jedoch keine signifikanten Veränderungen in den mDC. In allen Ansätzen kam es zu einer konzentrationsabhängigen Stimulation der Sekretion des immunsuppressiven IL-10 (bei je drei Peptiden signifikante Ergebnisse). Keine signifikanten Veränderungen ergaben sich für IL1-β und IL-4. Die Erkenntnis, dass die HERV-Peptide die Zytokinproduktion der DC z.T. signifikant modulieren und diese Veränderung in den unterschiedlichen Reifestadien der DC variieren, lässt vermuten, dass die in der humanen Plazenta exprimierten Proteine einen Einfluss auf den Verlauf einer Schwangerschaft nehmen. Bei einer Schwangerschaft sind extrem fein abgestimmte, komplexe Vorgänge, bei denen viele verschiedene Faktoren eine Rolle spielen, für einen Erfolg vonnöten. Eine Übertragung der in-vitro-Ergebnisse auf in-vivo-Zustände ist nicht leicht zu vollziehen. Die vorliegenden Ergebnisse sprechen jedoch für einen Einfluss des HERV-K auf die Kommunikation zwischen Fetus und Mutter. Inwiefern genau und wie wichtig bzw. essentiell die Expression der HERV-K-Peptide für einen physiologischen Verlauf der Schwangerschaft ist, ob sie einen Einfluss auf Pathologien während der Gestation hat und ob dem HERV-K eine Bedeutung in der humanen Evolution zukommt, kann mit dieser Arbeit nicht geklärt werden. Jedoch gibt diese Arbeit Anlass dafür, den Einfluss des HERV-K auf die menschliche Fortpflanzung weitergehend zu untersuchen. / During the implantation of the fetus in the uterus and during pregnancy fetal trophoblast cells interact with the maternal immune system. Despite a multitude of studies, so far it is not completely clear, which mechanisms contribute to the immunological acceptance of the (semi)allogeneic fetus by the mother. Cytokines are vital to an intact communication between child and mother. They have a significant regulatory influence on the maternal immune response. A disturbance in the balance of cytokines can lead to miscarriage, preeclampsia or other pathologies. Among others, an important source of cytokines are the mature and immature dendritic cells (DC), which were detected in the human decidua. DC have a crucial function in the immune system: They are efficient antigen presenting cells and are able to induce inflammatory immune responses. However, they also play an important role in the mediation of immunological tolerance. The human placenta shows a remarkably high expression of various human endogenous retroviruses (HERV). Immunomodulating properties of HERV have been described. The direct effect of placental HERV proteins on cells of the immune system, however, has not been analyzed yet. Hence this study examines the effect of the transmembrane envelope protein of HERV-K, which was detected in cytrophoblast and extravillous trophoblast cells, on the cytokine production of human immature (iDC) and mature (mDC) DC. The significant changes in cytokine release suggest that the expression of the HERV-K peptides have an influence on the course of human pregnancy.

Tierärztl. Hochsch., Diss., 2004--Hannover.

Machbarkeitsstudie bezüglich der Einführung Hochaktiver Antiretroviraler Therapie (HAART) in Namibia/Afrika. 1) Es erfolgt eine Dokumentation des Projektes(Therapieregime, örtliche Gegebenheiten, Personal, Einschluss-und Ausschlusskriterien) und 2) eine statistische Auswertung verschiedener Laborparameter (Leukozyten, Hb, Gewicht/BMI, CD4) unter der Therapie. 3) Untersuchung der Todesfälle mit der Frage nach prognostischer Vorhersagekraft verschiedener Parameter. 4) Ergebniss: Verbesserung von Lebensqualität und Lebensdauer betroffener Patienten durch die Therapie. Die weitere Einführung von HAART in afrikanischen Ländern wird ausdrücklich empfohlen. / Feasibility-Study: Introduction of highly-active-antiretroviral-therapy (HAART) in namibia/africa. 1) Documantation of the project (medicamentous therapy, infrastructure, staff, inclusion/exclusion of patients). 2) Statistical analysis of different laboratory parameter (leukocyten, HB, weight/BMI, CD4)in the context of HAART. 3)Analyses of the laboratory parameter of death patients with the question if there is a possibility to see a tendency when these parameters are changing. 4) Findings: Improvement of life-quality and length of life in the context of therapy with HAART. The author advice the introduction of HAART in other african countries.

Die Progression der HIV Infektion ist vermutlich bedingt von einer unspezifischen generalisierten Immunaktivierung des Patienten (Sousa, Carneiro et al. 2002; Hazenberg, Otto et al. 2003). Somit könnte ein immunsuppressives Medikament wie das Kortisonpräparat Prednisolon die Progression der Erkrankung verlangsamen. Im Rahmen nicht-kontrollierter Studien konnte die Stabilisierung der CD4+ T-Lymphozyten in HIV-Patienten durch den Einsatz von Kortison beobachtet werden (Andrieu, Lu et al. 1995; Lu, Salerno-Goncalves et al. 1995). Dieser Effekt konnte auch mit niedrig dosiertem Prednisolon (5 mg/Tag) nachgewiesen werden (Ulmer, Muller et al. 2005). Jedoch zeigen neuere Ergebnisse, dass der CD4+ T-Lymphozytenwert bei Studien zu Immunmodulatoren kein verlässlicher Surrogatmarker für die Progression ist (Abrams, Levy et al. 2009). In der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob sich zum Einen der stabilisierende Effekt von niedrig dosiertem Prednisolon (5 mg pro Tag) auf CD4+ T-Lymphozyten in einer kontrollierten Studie bestätigt, ob zum Zweiten die CD4+ T-Lymphozytenstabilisierung auf eine Senkung der Immunaktivierung zurückgeführt werden kann und ob zum Dritten die CD4+ TLymphozytenstabilisierung die klinische Krankheitsprogression verlangsamt. Im Rahmen der ProCort-Studie sollte außerdem eine Bestimmung der Prävalenz medikamentenresistenter HIV-Infektionen bei ART unbehandelten Patienten erfolgen. Hierbei wurden die WHO Kriterien überprüft, die als Einschlusskriterien für Patienten in Resistenz-Überwachungsstudien ein Höchstalter von 25 Jahren festgelegt hat. In unserer Untersuchung wurden demgegenüber Proben von Patienten mit höherem Alter und bereits therapierten Partnern analysiert.Methoden: Im Rahmen einer doppelblinden randomisierten klinischen Studie (ProCort1) im Bugando Medical Center (BMC) in Mwanza, Tansania, wurden 326 HIV-Patienten eingeschlossen, die zuvor noch nie mit ART behandelt wurden und einen CD4+ TLymphozytenwert von mindestens 300/μl aufwiesen. In 14 Visiten wurden, während einer zweijährigen Behandlungsdauer entweder mit 5mg Prednisolon täglich oder mit Placebo, die CD4+ T-Lymphozytenwerte und das Auftreten von Progression der HIV-Infektion bestimmt. Primärer Studienendpunkt war die Krankheitsprogression, definiert als ein Unterschreiten von 200 CD4-Zellen/μl oder dem Auftreten AIDS-definierender Erkrankungen. Um die immunologische Wirkungsweise von Prednisolon in HIV-infizierten Patienten zu untersuchen wurden sowohl in den tansanischen Studienpatienten als auch in einer mit 5 mg Prednisolon behandelten deutschen Kohorte die Lymphozytenaktivierungsmarker CD38/HLADR auf CD3/CD8-Zellen, der Monozytenaktivierungsmarker sCD14 und der Entzündungsmarker suPAR bestimmt. Um die Prävalenz der HIV Medikamentenresistenz (HIVDR) in der ProCort Studienpopulation zu ermitteln wurden 88 Proben der ART unbehandelten Patienten sequenziert. Ergebnisse: Die Ergebnisse der ProCort Studie zeigten eine statistisch signifikante Stabilisierung der CD4+ T-Lymphozytenwerte im Vergleich zum Ausgangswert durch Einsatz einer niedrig dosierten Prednisolonbehandlung (5 mg täglich). In der Intent to treat Analyse wurde ein Zugewinn von +20,1 Zellen/μl pro Jahr für den Prednisolonarm (p < 0.0001) im Vergleich zu -54,2 Zellen/μl pro Jahr für den Placeboarm (p < 0.0001) bestimmt. Die CD4+ T-Lymphozytenwerte zum Zeitpunkt der Startvisite waren im Prednisolonarm statistisch signifikant niedriger (Mean 512.14 Zellen/μl ± S.E.M. 13.39) als im Placeboarm (Mean 554.40 ± S.E.M 15.75; p = 0.042). Dies bedeutet eine schlechtere Ausgangslage für die mit Prednisolon behandelten Patienten. Trotzdem entwickelten nur vier Patienten mit Prednisolonbehandlung im Vergleich zu 11 Patienten mit Placebobehandlung AIDS, was eine statistisch signifikante Verringerung der Progressionsrate bedeutet (p=0.0196). In 16 Patienten versus 18 Patienten fielen die CD4+ T-Lymphozytenwerte unter die Werte von 200 Zellen/μl. Die Behandlung mit Prednisolon war nicht mit einer höheren Rate von unerwünschten Ereignissen oder höherer Viruslast assoziiert. / Background: A combination-therapy approach with antiretroviral substances (ARVs), also called antiretroviral therapy (ART) is at present, the best and almost the only treatment option for HIV infected individuals. While combination ART is the best treatment to prevent the onset of AIDS in HIV infection, it is still not available for millions of patients in resourcelimited areas, despite the substantial improvements achieved in the past 10 years. There is a justified concern of the acceleration of HIV-drug-resistance (HIVDR) development caused by first-line ART medication available in countries with restricted resources, as the ART available often has low genetic barriers causing resistance mutations (Barth, Wensing et al. 2008). There is a strong need for treatment that is inexpensive and effective of delaying the progress of the illness in the asymptomatic phase. HIV-associated general immune activation is a strong predictor for HIV disease progression, suggesting that chronic immune activation may drive HIV pathogenesis (Sousa, Carneiro et al. 2002; Hazenberg, Otto et al. 2003). Therefore immunomodulating agents like the corticosteroid prednisolone may decelerate HIV disease progression. This is the rationale for the use of prednisolone in HIV therapy. In nonrandomised monocentric observational studies it was shown that certain corticosteroids has a stabilizing effect on the CD4+T-lymphocytes in HIV-infected patients (Andrieu, Lu et al. 1995; Lu, Salerno-Goncalves et al. 1995). This effect could also be proven with low dose prednisolone (5 mg daily) (Ulmer, Muller et al. 2005). However, recent studies demonstrate that the CD4+T-lymphocytes are not stable predicting markers for HIV progression (Abrams, Levy et al. 2009). This thesis examines, first if the CD4+T-lymphocytes stabilizing effect of 5 mg prednisolone can be proven in a double-blind controlled randomized clinical trial, second if this effect is dependent of the reducing generalized immune activation and third if the CD4+T-lymphocytes stabilizing effect reduces the clinical progression of HIV infection. A study to identify the prevalence of HIVDR was also conducted within the ProCort study. To validate the current WHO tHIVDR survey criteria, focused on patients age below 25 years, our study included also patients over 25 years with partners already on treatment as well. Methods:The ProCort Study (Progression of HIV-Disease under Low Dose Corticosteroids) was designed as a double blinded randomized clinical trial including 326 ART-naïve patients in Bugando Medical Centre in Mwanza, Tansania, with a minimum cell count of 300 CD4+Tlymphocytes per μl. Patients were treated with either 5mg prednisolone daily or with placebo for two years. The CD4+T-lymphocytes were measured in 14 visits and progression factors were evaluated. Progression was defined as qualifying for start of ART either due to CD4 Cell 11 count below 200 cells per μl or due to developing AIDS defining symptoms. Immune activation markers were determined both for the ProCort patients and for a German cohortstudy group receiving 5 mg Prednisolon. The lymphocyte activation marker CD3/CD8/CD38/HLADR, monocyte activation marker sCD14 and markers for inflammation suPAR was targeted during the study. To identify the HIVDR in the ProCort study population sequencing was conducted in 88 sequentially enrolled ART-naïve patients. Results:The results of the ProCort study showed a statistical significant stabilizing effect of CD4+T-lymphocyte count compared to baseline counts in 5 mg prednisolone treated patients. In an intent-to-treat analysis, average changes in CD4+T-lymphocyte counts versus baseline were +20,1 cells/μl per year for prednisolone (P = 0.0002) and -54,2 cells/μl per year for placebo (P = 0.0027). The Baseline CD4+T-lymphocyte count recovery were significantly lower in the prednisolone arm (mean 512.14 cells/μl ± S.E.M. 13.39) than in the placebo arm (554.40 ± 15.75 P = 0.042) which implies a disadvantage for this group. However, only four patients treated with prednisolone and 11 patients treated with placebo developed stage C opportunistic diseases (Kaplan Meyer analysis, p = 0.0196 Gehan-Breslow-Wilcoxon test). For the CD4+T-lymphocyte counts 16 patients, compared to 18 patients in the placebo group? fall under 200 cell/μl. Prednisolone treatment was not associated with an increase in adverse events or HIV viral load. A statistically significant reduction in immune activation markers were obtained by 5 mg prednisolone therapy in both the German and the Tanzanian study group. In the Tanzanian study group the lymphocyte activation change to baseline, determined by CD38/HLADR-expression on CD8+ T lymphocytes, showed a significantly reduction of activation in prednisolone-treated patients compared to an increase in the untreated patients (-4.101% compared to 2.637%, p = 0.0018). The analysis of the immune system activation markers for inflammation (suPAR) showed a significant reduced difference to baseline in prednisolone-treated patients compared to untreated patients (-0.147 ng/ml, compared to 0,325 ng/ml, p<0.0001). In the results for monocytes activation markers for soluble CD14 just failed the significant difference between prednisolone and placebo treated patients (4.030 ng/ml, vs. 3.513 ng/ml, p=0.062). In the German Study cohort lymphocyte activation determined by CD38-expression on CD8+ T lymphocytes was significantly lower in prednisolone-treated patients compared to untreated patients (55.40% versus 73.34%, p = 0.0011). Similarly, we detected for monocyte activation markers lower levels of sCD14 (3.6 ng/ml vs. 6.11 ng/ml, p = 0.0048), and of LBP (2.18 ng/ml compared to 3.45 ng/ml; p = 0.0386) and for inflammation markers suPAR antigen (2.17 ng/ml vs. 2.56 ng/ml, p = towards lower levels of sCD40L (2.70 pg/ml vs. 3.60 pg/ml, p = 0.0782). 12 Viral load in both groups were similar (0.8 x 105 copies/ml compared to 1.1 x 105 copies/ml, p = 0.3806) (Kasang, Ulmer et al. 2012). By sequencing the HIV samples of ProCort patients we identified the HIV-1 subtype frequency A1: 34%, A1D: 7%, C: 26%, CRF10_CD: 4%, D: 28%, B: 1%. Twenty patients of the 88 were aged <25 years (meeting the WHO-initiated transmitted HIVDR surveillance criteria) and 68 patients were aged 25–63 years. The frequency of HIVDR in the study population was 14.8% (95%; CI 0.072–0.223) and independent of NVP-resistance induced by prevention of mother-to-child transmission programs. Patients >25 years had a significantly higher HIVDR frequency than younger patients (19.1%, versus 0%, P = 0.0344). ART-naïve patients aged over 25 years exhibited significantly higher HIVDR than younger patients. Detection of traces of ARVs in individuals with HIVDR suggests that besides transmission, undisclosed misuse of ARVs may constitute a significant factor in the generation of the observed high HIVDR rate. Discussion: The results in the context of the ProCort Study showed that treatment with 5 mg per day prednisolone for two years in ART-naive HIV patients is safe in an African setting and was associated with a significant increase of CD4+T-lymphocyte counts compared to the placebo group. In addition, prednis olone-treated patients developed significantly fewer AIDSdefining conditions, indicating that prednisolone slows HIV disease progression. This can be explained by the justified reduction of general immune activation in low-dose prednisolone treated patients. We suggest low-dose prednisolone as a treatment option for asymptomatic HIV infection in resource-limited settings. Additionally it should be clarified if low-dose prednisolone therapy is also an option for an ART combined treatment. So far, the reported prevalence of HIVDR in eligible patient populations is below 5% across Sub-Saharan Africa (WHO 2012). Our study identified that patients over 25 years of age showed a significant higher prevalence of HIVDR than younger patients (p=0.0344). By phylogenetic alignment for two samples of treated partners and untreated patients we demonstrate a transmission of HIVDR probably achieved by treatment to the therapy naïve patient. Detection of traces of ARVs in some other individuals with HIVDR suggests that besides transmission, undisclosed misuse of ARVs may constitute a significant factor in the generation of the observed high HIVDR rate. The current WHO HIVDR survey that is solely focused on the transmission of HIVDR and that excludes patients over 25 years of age may therefore result in substantial underestimation of the prevalence of HIVDR in the therapynaïve population. A modification of WHO HIVDR survey criteria is strongly recommended

Einleitung: Die im Genom der Schweine integrierten porzinen endogenen Retroviren (PERV) gehören zu den potentiellen humanpathogenen Erregern, die eines der Risiken bei der Xenotransplantation darstellen. Für die Abschätzung des Infektionsrisikos von PERV sind drei Verfahrensweisen von Bedeutung: Erstens die Evaluierung der PERV-Freisetzung aus porzinen Zellen und Geweben; Zweitens die Etablierung eines In vivo-Infektionsmodells und Drittens ein retrospektives Screenen von Patienten. Methoden: Die PERV-Expression in Inselzellen von Schweinen der Deutschen Landrasse wurde in vitro und in vivo evaluiert. Anschließend wurde PERV auf nicht-humanen Primatenzellen passagiert. In einem zweiten Modellversuch wurde murinen Zellen in vitro und SCID-Mäusen in vivo zellfreies PERV appliziert. Schließlich wurden Seren von Patienten analysiert. Ergebnisse: Die untersuchten Inselzellen setzten keine Viruspartikel frei und konnten somit weder humane Zellen noch BALB/c-Mäuse infizieren. Die verwendeten Affenzellen produzierten infektiöses PERV mit geringer Replikation. Weder in den murinen Modellversuchen noch in den untersuchten Patienten wurde eine Übertragung von PERV beobachtet. Schlussfolgerung: Schweine der Deutschen Landrasse könnten als Ausgangsbasis für die Zucht sicherer Schweine für die Xenotransplantation dienen. Da keine Infektion verschiedener muriner Zellen mit PERV beobachtet wurde, muss angenommen werden, dass Publikationen anderer Arbeitsgruppen, die eine PERV-Infektion in SCID-Mäusen diagnostizierten, ein falsch-positives Ergebnis aufgrund von Mikrochimärismus oder aufgrund von Pseudotypisierungen mit murinen endogenen Retroviren wiedergeben. Unsere Befunde werden dadurch erhärtet, dass der Rezeptor für PERV-A auf murinen Zellen nicht exprimiert wird und diese auch in vitro nicht infiziert werden konnten. In Übereinstimmung mit den weltweit etwa 200 behandelten Patienten konnte auch in den beiden neuen Studien keine Übertragung von PERV festgestellt werden. / Objective: Porcine endogenous retroviruses (PERVs) are integrated in the porcine genome and are able to infect human cells in vitro. Therefore, PERVs are one of the possible pathogens which poses a risk for xenotransplantations. In this study three significant methods were used to evaluate the infectious risk of PERV: The release of PERV particles from porcine cells and tissues, the formation of an in vivo infection model and a retrospective screening of patients. Methods: Islet cells from german landrace pigs were co-cultivated with human cells in vitro and were transplanted in BALB/c mice in vivo. Serial passaging experiments were performed with nonhuman primate cells. Murine cells were incubated in vitro and SCID mice in vivo with PERV. Sera of patients who were treated ex vivo with porcine liver cells and who had received islet cells were investigated for antibodies against PERV. Results: No virus release were observed in german landrace islet cells, thus they were neither able to infect human cells nor BALB/c mice. The used nonhuman primate cells released low replicating PERVs. None of the murine cells could be infected by PERV and no provirus integration was observed in different SCID mice organs. PERV-specific antibodies were found in none of the investigated patients. Conclusion: German landrace pigs could be used as a source for breeding safe genetically modified pigs suitable for xenotransplantation. Since there were no detectable PERV infection of different murine cells and SCID mice, it have to be supposed, that previously reported PERV transmissions to SCID mice might be due to microchimerism or to pseudotyping of murine endogenous retroviruses. Our results were confirmed by the fact, that the receptor for PERV-A is not expressed on murine cells and that these cells could not be infected in vitro. The absence of a PERV transmission in the investigated patients, correspond to the results obtained from approximately twohundred treated patients worldwide.

Spumaretroviren, oder Foamyviren (FV), unterscheiden sich von Orthoretroviren durch mehrere Besonderheiten in ihrer Replikationsstrategie. Das Partikel-assoziierte Hüllglykoprotein (Env-Protein) des „Prototype Foamy Virus“ (PFV) ist im Vergleich zu anderen retroviralen Hüllglykoproteinen einzigartig. Die Koexpression des PFV Env-Proteins für die PFV-Partikelfreisetzung ist essenziell und die spezifische Funktion kann nicht von heterologen viralen Env-Proteinen übernommen werden. Das Env-Protein des PFV durchläuft eine für ein Membranglykoprotein ungewöhnliche Biosynthese. Das Env-Vorläuferprotein besitzt zu Beginn eine Typ-III-Membrantopologie, bei der der N- und der C-Terminus im Zytoplasma lokalisiert sind. Während des Transports zur Zelloberfläche wird es posttranslational durch bisher unbekannte zelluläre Proteasen in mindestens drei Untereinheiten gespalten. Das N-terminale Signalpeptid bzw. Leader-Peptid (LP) hat eine Typ-II-Membrantopologie, mit dem N-Terminus im Zytoplasma und dem C-Terminus im Lumen, wohingegen die Transmembran (TM)-Untereinheit eine Typ-IMembrantopologie besitzt, bei der der N-Terminus im Lumen und der C-Terminus im Zytoplasma lokalisiert sind. Die interne Oberflächen (SU)-Untereinheit assoziiert vermutlich im Lumen mit der extrazellulären Domäne der TM-Untereinheit. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Beweis erbracht, dass Furin oder Furin-ähnliche Proteasen und nicht der Signalpeptidase-Komplex für beide proteolytischen Spaltungen verantwortlich sind. Durch die N-terminale Sequenzierung der SU- und der TM-Untereinheit eines aufgereinigten PFV Env-Immunoadhäsionsproteins wurden N-terminal von beiden Spaltstellen Furin- Konsensussequenzen identifiziert. Mutationsanalysen von zwei sich in diesem Bereich überlappenden minimalen Furin-Konsensussequenzen an der PFV LP/SU-Spaltstelle im wildtypischen PFV Env-Protein bestätigten die Ergebnisse der N-terminalen Sequenzierung und bewiesen, dass nur die erste Spaltstelle genutzt wird. Obwohl diese Mutanten aufgrund geringerer Partikelfreisetzung einen signifikanten Verlust der Infektiosität zeigten, wurde keine Korrelation zur Inhibierung der Spaltung beobachtet, da andere Mutanten mit normaler LP/SU-Spaltung einen ähnlichen Defekt besaßen. Virale Env-Proteine initiieren den Eintritt membranumhüllter Viren in die Wirtszelle durch die Bindung an zelluläre Rezeptoren. Dabei führen Konformationsänderungen in den Env- Proteinen zum Verschmelzen der Virusmembran mit der Zellmembran und weiterhin zur Aufnahme des Kapsids in das Zytoplasma der Wirtszelle. Die foamyviralen Env-Proteine sind in dieser Hinsicht keine Ausnahme und vermitteln die Anheftung an die Wirtszelle durch die Bindung an den bisher unbekannten zellulären Rezeptor. Der zelluläre foamyvirale Rezeptor ist vermutlich ein ubiquitäres Molekül, denn bisher konnte keine Zelllinie identifiziert werden, die gegen FV-Infektionen resistent ist. Bislang existieren nur sehr wenig strukturelle und funktionelle Informationen der extrazellulären Domänen des PFV Env-Proteins. Deshalb wurde im Hauptteil dieser Arbeit die PFV Env-Rezeptorbindungsdomäne (RBD) charakterisiert. Hierfür wurden rekombinante PFV Env-Immunoadhäsionsproteine verwendet und deren Bindungskapazitäten an Zielzellen in der durchflusszytometrischen Analyse bestimmt. Untersuchungen zeigten, dass sowohl die extrazelluläre Domäne der C-terminalen TM-Untereinheit als auch der Transport der Immunoadhäsionsproteine durch das spezifische PFV Env LP zum sekretorischen Weg für die Bindung an Zielzellen entbehrlich sind und ließen vermuten, dass die PFV Env-RBD innerhalb der SU-Untereinheit lokalisiert ist. N- und C-terminale Deletionsanalysen der PFV Env SU-Untereinheit enthüllten eine minimale kontinuierliche RBD von AS 225 bis 555. Interne Deletionen im PFV Env-Protein von AS 397 bis 483 wurden im Gegensatz zu deletierten Regionen von AS 262 bis 300 und AS 342 bis 396 ohne signifikanten Einfluss auf die Wirtszellbindung in Immunoadhäsionsproteinen toleriert. Die Analyse der Immunoadhäsionsproteine mit einzelnen substituierten Cysteinen in der PFV Env SU-Untereinheit zeigten, dass nur die Immunoadhäsionsproteine, die in der nicht essenziellen Region von AS 397 bis 483 lokalisierte Cysteine ersetzt hatten, eine Restbindungskapazität behielten. Interessanterweise zeigte die Analyse von verschiedenen N-Glykosylierungsmutanten eine bedeutende Rolle der Kohlenhydratkette an Position N391 im PFV Env-Protein entweder hinsichtlich der direkten Interaktion mit dem zellulären Rezeptor oder für die korrekte Faltung der PFV Env-RBD. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass ein diskontinuierliches Sequenzmotiv von AS 225 bis 396 und AS 484 bis 555 für die Bildung der PFV Env-RBD essenziell ist und die darin lokalisierte potenzielle achte N-Glykosylierungsstelle eine entscheidende Rolle bei der Wirtszellbindung spielt. / Spumaretroviruses or foamy viruses (FVs) use a replication pathway with features distinctive from orthoretroviruses. The particle-associated envelope (Env) glycoprotein of prototype foamy virus (PFV) is unique compared to other retroviral envelope proteins since its coexpression is strictly required for the FV particle release process and its function cannot be replaced by heterologous viral glycoproteins. The PFV Env glycoprotein shows a highly unusual biosynthesis. Its precursor protein has a type III membrane topology with both the N-and C-terminus located in the cytoplasm. During its transport to the cell surface, it is posttranslationally processed by yet-unidentified cellular proteases into at least three subunits. The N-terminal signal or leader peptide (LP) has a type II membrane topology, whereas the C-terminal transmembrane (TM) subunit has a type I membrane topology. The internal surface (SU) subunit presumably associates with extracellular domains of TM on the luminal side. Here we provide strong evidence that furin itself or furin-like proteases and not the signal peptidase complex are responsible for both processing events. N-terminal protein sequencing of the SU and TM subunits of purified PFV Env-immunoglobulin immunoadhesin identified furin consensus sequences upstream of both cleavage sites. Mutagenesis analysis of two overlapping minimal furin consensus sequences at the PFV LP/SU cleavage site in the wild-type protein confirmed the sequencing data and demonstrated utilization of only the first site. Although these mutants displayed a significant loss in infectivity as a result of reduced particle release, no correlation to processing inhibition was observed, since another mutant having normal LP/SU processing had a similar defect. Viral Env proteins initiate entry of membrane enveloped viruses into cells by binding to cell surface receptors followed by conformational changes leading to membrane fusion and delivery of the genome containing viral capsid to the cytoplasm. The Env glycoproteins of FVs are no exception and mediate attachment to host cells through binding to an yet unknown ubiquitous cellular receptor molecule because no cell type is currently known that is resistant to FV entry. Little structural and functional information on the extracellular domains of PFV Env is available. In this study we characterized the PFV Env receptor-binding-domain (RBD) by flow-cytometric analysis of recombinant PFV Env immunoadhesin binding to target cells. Analysis showed that the extracellular domains of the C-terminal TM subunit as well as targeting of the recombinant immunoadhesins by the cognate LP to the secretory pathway were dispensable for target cell binding suggesting that the PFV Env RBD is contained within the SU subunit. N- and C- terminal deletion analysis of the SU domain revealed an minimal continuous RBD spanning aa 225-555, however internal deletions covering the region from aa 397-483, but not aa 262-300 or aa 342-396, were tolerated without significant influence on host cell binding. Analysis of individual cysteine point mutants in PFV Env SU revealed that only most of those located in the non-essential region from aa 397-483 retained residual binding activity. Interestingly, analysis of various N-glycosylation site mutants suggests an important role of the carbohydrate chain attached to N391 either for direct interaction with the cellular receptor or for correct folding of the PFV Env RBD. Taken together these results suggest that a bipartite sequence motif spanning aa 225-396 and aa 484-555 is essential for formation of the PFV Env RBD, with N-glycosylation site 8 playing a crucial role for host cell binding.