dc.contributor.author
Gabriel, Benjamin
dc.date.accessioned
2018-06-07T17:17:07Z
dc.date.available
2014-11-03T11:21:19.618Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3627
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7827
dc.description.abstract
In Tiermodellen induzieren attenuierte HIV/SIV-Viren einen außerordentlichen
hohen Schutz gegenüber einer entsprechenden HIV- bzw. SIV-
Wildtypvirusinfektion. Die zugrundeliegende Ursache ist bis heute nicht
eindeutig geklärt. In Betracht kommen neben immunologischen auch virale
Mechanismen. Im Zentrum dieser Arbeit steht die im Jahr 1997 von Sharpe und
Kollegen publizierte Hypothese, bei welcher durch das attenuierte Virus
„besetzten“ Zielzellen eine zentrale Rolle spielen. Nach dieser Theorie
verhindert die Besetzung dieser Zielzellen („kritischer Nischen“) eine
anschließende Infektion mit Wildtypvirus. Die Replikation des attenuierten
Virus ist bei diesem Prozess wichtig, da sie für die Aufrechterhaltung der
Zielzellenbesetzung notwendig ist. Ziel dieser Arbeit war die Überprüfung
dieser Theorie und die Analyse des Mechanismus, der für den Schutz von
Rhesusaffen durch attenuierte SI-Viren verantwortlich ist. Für diesen Zweck
wurden insgesamt 16 Rhesusaffen indischen Ursprungs mit einem attenuierten SI-
Virus infiziert, das sich durch zwei genetische Modifikationen vom SIVmac239
Wildtypvirus unterscheidet: (1) einer bekannten nef-Deletion, welche die
Attenuierung des Virus begründet sowie (2) dem Austausch der eigenen Reversen
Transkriptase mit der von HIV-1. Der Austausch der Reversen Transkriptase
führt dazu, dass der als RT-SHIV Δnef bezeichnete Molekularklon sensitiv
gegenüber nicht-nukleosidischen Reverse Transkriptase Inhibitoren (NNRTIs)
wird, da diese spezifisch an die Reverse Transkriptase von HIV-1, nicht aber
von HIV-2 oder SIV binden. Bei einigen der mit dem RT-SHIV Δnef Virus
immunisierten Tiere konnte durch den RT-Austausch die Replikation des
Impfvirus zum Zeitpunkt der Belastung unterdrückt und die Hypothese zur
Zielzellenbesetzung überprüft werden. Die Daten der Viruslast zeigten deutlich
den Einfluss der Infektion mit dem attenuierten Virus (Impfvirus). Dieser
Einfluss war unabhängig von der Behandlung mit den antiretroviral-wirkenden
Medikamenten, woraus geschlussfolgert werden konnte, dass die Replikation des
Impfvirus für den Schutz der Tiere nicht notwendig war und virale Parameter
als Erklärung ausschieden. Aus diesem Grund wurden im weiteren Verlauf der
Studie verschiedene Komponenten des Immunsystems auf einen schutzvermittelnden
Einfluss hin überprüft. Während auf der Ebene humoraler Immunantworten
keinerlei Korrelationen mit dem Schutz der Tiere festgestellt werden konnte,
zeigten die geschützten Tiere einen hohen Anteil SIV-spezifischer CD8+
T-Zellen gegenüber den geimpften Tieren, die lediglich die
Wildtypvirusreplikation kontrollieren konnten bzw. den Kontrolltieren, welche
nicht mittels attenuiertem Virus geimpft waren. Vergleiche mit anderen
Publikationen der jüngeren Zeit zeigen ebenfalls, dass die Induktion SIV-
spezifischer CD8+ T-Zell-Antworten maßgeblich für den Schutz von mit SIV-
infizierten Rhesusaffen verantwortlich sein kann. Bei der Konzeption einer
geeigneten HIV-Vakzine können somit attenuierte Viren nach wie vor wichtige
Erkenntnisse liefern, insbesondere nachdem die hier durchgeführte Studie
deutliche Hinweise für einen immunologisch begründeten Schutzmechanismus
aufgezeigt hat. Ein wichtiges wenn nicht sogar essentielles Ziel eines HIV-
Impfstoffes sollte nach den Ergebnissen dieser Studie die Induktion einer
potenten CTL-basierten Immunantwort sein.
de
dc.description.abstract
Thus far, attenuated viruses demonstrated the most successful protection
against challenges with SIV, but despite major efforts, the mechanism of
protection is still unknown. There are two possible candidates which need to
be considered: On one hand, there are viral factors like “viral interference”
or “superinfection resistance”. On the other hand, there is the immune system
with its two major branches, the humoral and cellular immune response. This
work centers around a hypothesis published in 1997, which is based on the
replication capacity of attenuated viruses. Here, the attenuated virus
occupies critical target cells (critical niches), which are important for the
establishment of an infection, leading to resistance to superinfection. The
aim of this work was to analyze the mechanism of protection and to test if the
replication of the attenuated virus is needed. If that should not be the case,
correlates of protection have to be searched primarily on the side of the
immune system. Eight Rhesus macaques were infected with a live-attenuated
virus based on SIVmac239, including two major modifications: (1) a known
deletion in the nef gene, which is responsible for the attenuation of the
virus and (2) the exchange of the SIV gene coding for the reverse
transcriptase (RT) to the HIV-1 RT gene. This exchange renders the virus
susceptible to non-nucleotide reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs), which
are only effective against the RTs from HIV-1. At the time of challenge, some
of the vaccinated animals and some of the control animals were treated with
NNRTIs, leading to an inhibition of the vaccine virus replication. Other
vaccinated animals as well as control animals were left untreated. As there
was no difference in the virus load between the ART-treated and untreated
vaccinated animals, the hypothesis that the replication of the vaccine is
needed for protection was refuted. In the following, several different immune
responses were checked for their influence towards protection. Humoral immune
responses, like binding IgG antibodies, antibody avidity, neutralizing
antibodies or antibodies able to induce the lysis of infected cells, were
tested. None of these humoral immune responses correlated with the protection
level seen in the animals. While analyzing cellular immune responses, the
completely protected animals showed higher levels of SIV-specific CD8+ T cells
compared to the unprotected control animals and the partly protected animals,
which in turn were able to control the replication of the wildtype virus.
These data are consistent with other publications, in which replicating
vectors were used to vaccinate monkeys and induced protective CTL responses.
This study proofed that the protection induced by live-attenuated viruses is
not dependent on their replication capacity at the time of challenge. There is
strong evidence for an immunological-based mechanism of protection, with a
major focus on CTL responses. These results provide important clues for
vaccine design and showed that attenuated viruses can be used to search for
immune correlates leading to protection.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
attenuated SIV
dc.subject
live attenuated SIV
dc.subject
SIVmac239 challenge
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Analyse des Schutzmechanismus, induziert durch attenuierte simiane
Immundefizienzviren
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. Norbert Bannert
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Rupert Mutzel
dc.date.accepted
2014-10-16
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000097761-8
dc.title.translated
An analysis of the protective mechanism induced by live attenuated simian
immunodeficiency viruses
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000097761
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000015966
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access