Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5816
Main Title: Partielle Charakterisierung der neuartigen humanen Polyomaviren HPyV9 und HPyV12
Translated Title: Partial characterization of the novel human polyomaviruses HPyV9 and HPyV12
Author(s): Korup-Schulz, Sarah-Verena
Advisor(s): Kurreck, Jens
Referee(s): Kurreck, Jens
Rappsilber, Juri
Mankertz, Annette
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: de
Abstract: Im letzten Jahrzehnt wurden elf neue humane Polyomaviren (PyV) und zahlreiche tierische PyV identifiziert. Die Charakteristika dieser PyV wie Gewebetropismus, zelluläre Eintritts- und Infektionsmechanismen sind bislang ungeklärt. Humanes PyV 9 (HPyV9), im Serum eines Nierentransplantat-Empfängers entdeckt, und Humanes PyV 12 (HPyV12), in Proben von kolorektalen Lebermetastasen identifiziert, sind zwei neuartige humane PyV, deren partielle Charakterisierung Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist. Dies umfasst die Untersuchung ihrer Genoprävalenz in Gewebeproben von Patienten mit malignen Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes (GIT), der VP1 (Hauptkapsidprotein)-basierten Seroprävalenz von HPyV9 und HPyV12 und der Seroreaktivität gegen HPyV9- und HPyV12-TAg(78aa) in Seren von Blutspendern (n=100), Patienten mit malignen (n=54) und mit nicht-malignen Erkrankungen des GIT (n=32). Hinzu kommt die Etablierung eines Protokolls für die Identifikation potentieller Zelllinien als in vitro-Replikationssysteme für die beiden PyV, welche u. a. die Analyse von Spleiß-Mechanismen der frühen Genregion von HPyV9 und HPyV12 erlauben. Die mittels quantitativer PCR in Gewebeproben ermittelte Genoprävalenz lag bei 0 % für HPyV9 und bei 2,8 % für HPyV12 und deutet nicht auf einen Gewebetropismus der beiden PyV in den vorliegenden Materialien hin. Zur Bestimmung der Seroprävalenz von HPyV9- und HPyV12-VP1 wurde ein Kapsomer-basierter ELISA verwendet. Die Seroprävalenz von HPyV9-VP1 war in Seren von Patienten mit nicht-malignen Erkrankungen des GIT signifikant höher als in jenen von Patienten mit malignen Erkrankungen des GIT und in jenen von Blutspendern (59 % vs. 37 % (p=0,02) und vs. 32 % (p=0,04). Die HPyV12-VP1-Seroprävalenz lag bei 8 % (Blutspender), 20 % (Patienten mit malignen Erkrankungen des GIT) und 25 % (Patienten mit nicht-malignen Erkrankungen des GIT) (Unterschiede nicht signifikant, p>0,05). Zur Bestimmung der Seroreaktivitäten gegen die ersten 78 N-terminalen Aminosäuren wurde ein TAg-basierter ELISA angewendet. Seroreaktivitäten von 17 % bis 39 % für HPyV9- und HPyV12-TAg(78aa) in allen drei Serengruppen deuteten auf eine Präsenz von IgG-Antikörpern gegen diese Antigene in der allgemeinen Bevölkerung hin. In Seren von Patienten mit malignen Erkrankungen des GIT war die HPyV9-TAg(78aa)-Seroreaktivität signifikant höher als in jenen von Blutspendern (39 % vs. 34 %, p=0,04). Das Protokoll zur Untersuchung von Zelllinien auf ihre Eignung als in vitro-Replikationssystem für beide Viren identifizierte die Vero-Zelllinie als vergleichsweise gut geeignet. Sie zeigte die stärkste Zunahme an VP1-mRNA-Kopien beider PyV und erlaubte die Beobachtung zytopathischer Effekte, die Anfärbung viraler Proteine im Immunfluoreszenzassay und die Analyse von Spleiß-Vorgängen der frühen Genregionen. Neben für das kleine und große T-Antigen kodierenden, gespleißten mRNAs wurden die bisher unbekannten, alternativen Spleiß-Produkte HPyV9-145T und HPyV12-84T detektiert. Für HPyV12 wurden weitere Spleiß-Varianten identifiziert, die nicht-kanonische Spleiß-Sequenzen aufwiesen. Die präsentierten Ergebnisse tragen erste Erkenntnisse zur Charakterisierung der neuartigen HPyV9 und HPyV12 bei. Die Schlussfolgerungen zur Geno- und Seroprävalenz erfordern weitere Analysen mit alternativen bzw. größeren Probengruppen. Das Protokoll zur Testung von Zelllinien sollte weiter optimiert und ggf. auf primäre Zelllinien ausgeweitet werden. Von gesondertem Interesse wird die Untersuchung des transformierenden Potentials der neuartigen Spleiß-Varianten der T-Antigene sein, da für diese ein Zusammenhang mit der onkogenen Transformation von Wirtszellen sowie ein Einfluss auf die Pathogenese vermutet werden kann.
Eleven novel human polyomaviruses (PyVs) and various animal PyVs have been identified during the last ten years. Basic characteristics like tissue tropism, cellular entry and infection mechanisms of these viruses will be the subject of future studies. The present thesis deals with the partial characterization of two novel human PyVs, the human polyomaviruses 9 (HPyV9) and 12 (HPyV12). Both were recently discovered, HPyV9 in the serum of a renal transplant recipient and HPyV12 in metastatic liver tissue. Here, genoprevalence and seroprevalence of HPyV9 and HPyV12 were analysed in different subject groups, cell lines were searched that support their replication, and HPyV9 and HPyV12 tumor antigens (TAg) were identified on the mRNA level. In tissue samples of patients suffering from malignant diseases of the gastro-intestinal tract (GIT), quantitative PCR yielded genoprevalences of 0 % for HPyV9 and 2.8 % for HPyV12. In ELISA based on viral major capsid protein (VP1), seroprevalence of HPyV9 was significantly higher in sera from patients with non-malignant diseases of the GIT (59 %) than that in sera of patiens with malignant diseases of the GIT (37 %, p=0.02), and in sera of blood donors (32 %, p=0.04). VP1 seroprevalences of HPyV12 (8 % in blood donors, 20 % in patients with malignant diseases of the GIT, 25 % in patients with non-malignant diseases of the GIT) were generally lower and without significant differences (p>0.05). Similarly, ELISA based on the common N-terminus (78 amino acids) of T antigens of either PyV revealed sero-reactivities of 17 % - 39 %. These data did not indicate any clear association of HPyV9 and HPyV12 with diseases of the GIT. Among the 12 cell lines tested to support HPyV9 and HPyV12 replication by transfection of synthetic genomes, the Vero cell line allowed the strongest increase in VP1 mRNA copies. Occasionally, cytopathic effects were observed, and viral proteins detected in immunofluorescence assay. Analysis of the early gene region of both viruses on the mRNA level resulted in identification of spliced LTAg- and small TAg-encoding mRNAs. In addition, so far unknown alternative TAgs (HPyV9-145T and HPyV12-84T) were identified. The results presented here contribute to the partial characterization of HPyV9 and HPyV12. Future studies concerning geno- and seroprevalence of the two PyV with alternative and larger sample panels are needed as the present results gave only first insights. The limitations of the protocol to test cell lines as potential in vitro replication systems might be overcome by further optimization and inclusion of primary cell lines. Characterization of the transforming potential of the identified LTAg splice variants will be of specific interest as they can be assumed to play a role in the oncogenic transformation of host cells and in pathogenesis.
URI: http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/6257
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5816
Exam Date: 1-Feb-2017
Issue Date: 2017
Date Available: 3-Apr-2017
DDC Class: DDC::500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
Subject(s): Polyoma
Virologie
Krebs
virale Onkologie
Tumorantigen
virology
cancer
viral oncology
tumor antigen
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Institut für Biotechnologie » Fachgebiet Medizinische Biotechnologie » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
korup-schulz_sarah-verena.pdf10.78 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.