Diese Studie befasst sich mit der Untersuchung der porcinen Circoviren Typ 1 (PCV1) und Typ 2 (PCV2), die auf Nukleinsäure- und Proteinebene eine Homologie zwischen 60% und 80% besitzen. Trotz dieser hohen Übereinstimmungen verfügen diese Viren über eine distinkte Pathogenität: PCV1 erwies sich als apathogen, wohingegen PCV2 als auslösendes Agens des PMW Syndroms charakterisiert wurde. PMWS ist eine Erkrankung des Schweins, die mit mangelnder Gewichtszunahme, Atemschwierigkeiten, Ikterus, Lymphadenopathie und Lymphozytendepletion einhergeht. Die unterschiedliche Pathogenität der beiden Virustypen sollte sich in einem abweichenden Transkriptionsmuster in verschiedenen Zellkulturlinien nach Infektion mit PCV1 oder PCV2 widerspiegeln. Die vorliegende Arbeit charakterisiert differentiell regulierte Gene, deren Beteiligung bei der Auslösung des Postweaning Multisystemic Wasting Syndrome (PMWS) nach Infektion mit PCV in Betracht gezogen werden sollte. Mit dem Differential Display Verfahren wurden differentiell regulierte porcine Transkriptfragmente amplifiziert, die mittels BLAST-Vergleich charakterisierten Genen zugeordnet wurden. Die Transkripte wurden durch einen Northern Blot analysiert und mittels SYBR Green und TaqMan® real-time RT-PCR in infizierten und nicht-infizierten porcinen Zellen quantifiziert. Die Durchflusszytometrie korrelierte die Transkriptkonzentration mit der tatsächlichen Proteinexpression. Die untersuchten Zelllinien (L23, L35, L52, PS, PK15, WSH, 293) wiesen viele Gene auf, die nach Infektion mit PCV1 und PCV2 einer virusbedingten Hoch- oder Herabregulation unterlagen und sowohl vom jeweiligen Zelltyp als auch von der Infektionsdauer abhängig waren. Diese ließen sich anhand ihrer Funktion in Gruppen wie z.B. der Immunantwort einteilen. Zu dieser Gruppe zählen das Cytokin Interleukin 18 (IL18) und der Haupthistokompatibilitätskomplex Klasse I (MHC I). Eine veränderte Transkriptionsaktivität konnte weiterhin für Vesikel- und Membran-assoziierte Proteine wie EHD3 und Lyncein festgestellt werden; dies gilt auch für Transkriptions- und Translationsfaktoren wie Caspase3, DAP5/eIF42 (Death associated protein5/Elongations Initiations Faktor 4gamma2), NSAP1 (NS1 associated protein) und StIP1 (STAT3 interacting protein1). Ein möglicher PMWS-assoziierter Faktor könnte das Fragment 40J darstellen, ein bislang unbeschriebenes, ausschließlich in Lymphozyten transkribiertes Gen, dessen Transkription vor allem durch PCV2-Infektion gesteigert wurde. In der vorliegenden Studie wurde nicht ein einzelner Faktor identifiziert, der als der alleinige Auslöser von PMWS betrachtet werden könnte, sondern viele Faktoren, die möglicherweise zur Ausprägung dieser Krankheit beitragen. Dieser Befund wird auch durch Feldstudien unterstützt, die zeigten, dass PMWS eine multifaktorielle Erkrankung ist, die neben der Infektion mit PCV2 auch eine Aktivierung des Immunsystems voraussetzt. Diese Arbeit macht deutlich, dass der Interaktion von PCV2 mit dem Immunsystem vermehrte Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte. Des Weiteren liegen diese identifizierten Faktoren im Säugetier hoch konserviert vor und könnten somit für die Xenotransplantation im Falle einer Zoonose nach einer PCV Infektion relevant sein.
Porcine Circovirus type 1 and type 2 are closely related and share homologies on nucleotide and protein level between 60% and 80%. In spite of these high consistencies circoviruses differ in their pathogenicity. While PCV1 is a non- pathogenic virus, PCV2 is the etiological agent for the postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) in young piglets. The aim of this study was to characterise viral and cellular genes that are involved in the initiation of the PMWS after infection. Cells infected either with PCV1 or PCV2 should differ in their transcription profile of genes that respond to the infection. The formation of viral transcripts or proteins might therefore correlate with the regulation of cellular genes. Using Differential Display analysis differentially regulated cellular transcripts were identified through sequencing and comparison with the public database using the BLAST-algorithm. The transcripts were further characterised in northern blot analysis and absolute transcript concentrations were measured with SYBR Green and TaqMan® real-time PCR in infected and non-infected samples. Flowcytometry analysis compared the transcription level with protein expression. Different tested cell lines (L23, L35, L52, PS, PK15, WSH, 293) displayed a distinct regulation of several genes after infection with porcine Circoviruses. These genes were divided into functional groups e.g. genes that are immune activated after viral infection like the cytokine Interleukin 18 (IL18) and the major histocompatibility complex class I (MHC I). A virus induced modulation of vesicle- and membrane-associated proteins like EHD3 and Lyncein was observed as well as a viral effect on transcription and translation factors like caspase3, DAP5/eIF42 (Death associated protein5/elongation initiation factor 4gamma2), NSAP1 (NS1 associated protein) and StIP1 (STAT3 interacting protein1). One PMWS relevant factor could be the new identified fragment 40J, a gene that was transcribed only in lymphocytes and showed up-regulation mainly after PCV2 infection. Concerning the different pathogenicity between PCV1 and PCV2, all investigated genes showed either up- or down-regulation after infection dependent from the cell line. No single gene could be characterised as causative factor of PMWS, but some proteins of the viral influenced transcripts are related to each other and induce mediators that cause PMWS-like symptoms. The PMW Syndrome could therefore be initiated by a shifted regulation of many factors. The fact that these genes are highly conserved among mammals could be relevant for the xenotransplantation in case of a PCV infection in humans.
