Regulation von Apoptose in Ebolavirus-infizierten Zellen

In der vorliegenden Arbeit wurde die Regulation von Apoptose in Ebolavirus Zaire (ZEBOV)-infizierten Zellen untersucht. Studien an infizierten Affen ergaben, dass mit ZEBOV infizierte Zellen nicht in Apoptose gehen, während die Zahl der Lymphozyten, die nicht durch ZEBOV infiziert werden, im Verlauf der Infektion durch Apoptose stark abnimmt, wodurch die Immunantwort geschwächt wird. Als entscheidender Faktor wird hier die Sekretion des Tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) aus infizierten Zellen diskutiert, in der vorliegenden Arbeit konnte jedoch eine Reduktion der TRAIL-mRNA-Level in ZEBOV-infizierten Zellen festgestellt werden. Ziel dieser Arbeit war zu klären, ob ZEBOV die Induktion der Apoptose in infizierten Zellen hemmt. Es konnte gezeigt werden, dass eine Infektion mit ZEBOV nicht zur Induktion von Apoptose in kultivierten Zellen führt. Es wurden weder die Initiatorcaspasen 8 und 9 noch die Effektorcaspase 3 aktiviert. Auch führte die Infektion mit ZEBOV nicht zu Veränderungen der mRNA- und Proteinlevel des antiapoptotischen Proteins Bcl-2 und des proapoptotischen Proteins Bax, über die eine Regulation von Apoptose an den Mitochondrien erfolgt. Anschließend wurden ZEBOV-infizierte Zellen verschiedenen Apoptosestimuli ausgesetzt, um die unterschiedlichen Apoptosesignalwege zu aktivieren und einen möglichen inhibierenden Einfluss von ZEBOV zu analysieren. Es konnte jedoch bei keinem der durchgeführten Experimente eine Hemmung der Apoptose durch ZEBOV beobachtet werden. Weder eine Aktivierung des externen Apoptosesignalweges mittels TRAIL, noch die Induktion der mitochondrial-vermittelten Apoptose durch Camptothecin oder eine Infektion mit dem vesikulären Stomatitis-Virus wurden durch eine Infektion mit ZEBOV gehemmt oder vermindert. Da eine Hemmung der dsRNA-abhängigen Proteinkinase R (PKR) durch ZEBOV bereits bekannt war, wurde untersucht, ob dies zur Hemmung der Apoptoseinduktion führt. Obwohl ZEBOV die Aktivierung von PKR sowohl in Sendai Virus (SeV)-infizierten als auch in poly-IC (pIC)-behandelten Zellen inhibierte, wurde die Induktion der Apoptose in diesen Zellen nicht unterdrückt. Die Rolle der PKR-Hemmung durch ZEBOV in der Apoptoseregulation konnte jedoch nicht abschließend geklärt werden, da die verwendeten Stimuli möglicherweise auch andere, von der PKR unabhängige Apoptosesignalwege aktivieren. Viele Viren aktivieren zelluläre Überlebenssignalwege wie den PI3K/Akt-Signalweg,um die Induktion der Apoptose zu unterbinden. In ZEBOV-infizierten Zellen konnte jedoch zu keinem Zeitpunkt der Infektion eine Aktivierung von Akt nachgewiesen werden. Die fehlende Induktion von Apoptose ist demnach auch nicht durch eine Aktivierung von Überlebenssignalwegen zu erklären. Die Überexpression des viralen Oberflächenproteins GP führte in stabil exprimierenden Zellen zur Induktion von Apoptose, welche durch eine Infektion mit ZEBOV nicht gehemmt werden konnte. Dies deutet darauf hin, dass eine ausbalancierte virale Proteinexpression für die fehlende Apoptoseinduktion von Bedeutung ist. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass eine Infektion mit ZEBOV nicht zur Induktion von Apoptose führt, aber auch keine Hemmung von Apoptose vorliegt. Vielmehr scheint ZEBOV die Erkennung pathogener Muster in den infizierten Zellen zu verhindern, sodass Signalwege, die der Virusabwehr dienen, nicht aktiviert werden