Nach der Eradikation der humanen Pockenerkrankung stellen zoonotische Orthopockenvirus-(OPV-)Infektionen heute eine mögliche Bedrohung der öffentlichen Gesundheit dar. Hierbei sind insbesondere Kuhpocken-(CPXV), Affenpocken-(MPXV) und Vaccinia Viren (VACV) von Bedeutung. In dieser Arbeit wurde das Genexpressionsprofil humaner (HeLa) Zellen nach Infektion mit CPXV, MPXV oder VACV untersucht. Es wurden sowohl zelluläre Gene identifiziert, welche generell von allen verwendeten Viren reguliert wurden, als auch Gene, die eine Virus-spezifische Regulation durch individuelle OPV aufwiesen. Gemeinsamkeiten zeigten sich insbesondere zwischen CPXV und MPXV, welche, im Gegensatz zu VACV, die Expression zahlreicher Cytokine und Chemokine induzierten. Insbesondere für Interleukin-6, -8 und CXCL1 konnte auch auf Proteinebene eine gesteigerte Sekretion durch CPXV-infizierte Zellen nachgewiesen werden. Vermutlich aufgrund dieser Induktion, trat in vitro eine verstärkte Rekrutierung von Monozyten und Makrophagen in Folge einer CPXV-, nicht aber einer VACV-Infektion auf. Makrophagen spielen eine kontroverse Rolle im Rahmen einer OPV-Infektion und sind sowohl für deren Bekämpfung, als auch, im infizierten Zustand, für die Ausbreitung der Viren im Organismus von Bedeutung. Daher wurde die Replikationsfähigkeit von CPXV und VACV in Makrophagen charakterisiert. Der Virulenzfaktor p28, welcher von den meisten VACV Stämmen nicht kodiert wird, konnte als essentiell für die Replikation von CPXV in einer murinen Makrophagen-Zelllinie, primären peritonealen Makrophagen der Ratte und in Makrophagen aus primären humanen PBMCs identifiziert werden. In Anbetracht der Bedeutung der Replikationsfähigkeit in Makrophagen für die Ausbreitung einer OPV-Infektion im Wirtsorganismus, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass CPXV, im Fall einer weiteren Adaption an den Menschen, ein höheres Bedrohungspotential im Vergleich zu VACV aufweisen könnten. / Today, following the eradication of human smallpox, zoonotic infections caused by orthopoxviruses (OPV) are emerging as a potential human health threat. Especially cowpox viruses (CPXV), vaccinia viruses (VACV), and monkeypox viruses (MPXV) are gaining importance as a cause of infectious disease of man and livestock. This study aimed to analyse and compare the gene expression profile of human (HeLa) cells following infection with CPXV, MPXV or VACV. Cellular genes were identified which were either commonly modulated by infection with any of the three viruses, or which were specifically modulated by one individual OPV. Particularly similar effects on cellular gene expression were observed in the case of CPXV and MPXV infection, which both induced the expression of several cytokine and chemokine genes. Especially interleukin-6, -8, and CXCL1 were strongly secreted by CPXV-infected cells but not by VACV-infected cells. Consequently, CPXV infection also induced a strong chemotactic recruitment of monocytes and macrophages in vitro in contrast to VACV infection. Especially macrophages are known to play a controversial role during OPV infection. On the one hand, macrophages are of importance for the control of the infection. On the other hand, infected macrophages also facilitate virus spread across the organism. Therefore, the capability of CPXV and VACV to replicate in macrophages was analysed. Thereby, the poxviral virulence factor p28, which is absent from most strains of VACV, was identified as an essential factor, allowing CPXV replication in a murine macrophage cell line, primary peritoneal rat macrophages and in human PBMC-derived macrophages. Concerning the importance of productively infected macrophages for OPV spread, these results suggest that CPXV, if further adapted to human beings as host species, may harbor a greater threat to human health when compared to VACV.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17391 |
| Date | 13 May 2013 |
| Creators | Bourquain, Daniel |
| Contributors | Krüger, Detlev H., Nitsche, Andreas, Sutter, Gerd |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | German |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/ |
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