Etablierung des FSME Virus als Vektor für Gentransfer

Das Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) Virus (engl. tick-borne encephalitis virus) ist ein humanpathogener Vertreter der Virusfamilie Flaviviridae. Dieser Familie gehören auch andere bedeutende Humanpathogene an, wie z.B. das Gelbfieber-Virus, der Erreger der Japanischen Enzephalitis, das West Nil Virus oder das Hepatitis C Virus. Wir wollen nun versuchen Strategien zu entwickeln, durch die dieses Virus für medizinische Zwecke, wie z.B. gentherapeutische Therapien verschiedener Erbkrankheiten, Krebstherapien, oder die Behandlung chronischer Infektionen (z.B. HIV-AIDS), nutzbar gemacht werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, muss einerseits die Fähigkeit des Virus Krankheiten hervorzurufen zerstört werden, indem man es so verändert, dass es keine infektiösen Partikel mehr bilden kann und sich somit im Körper nicht ausbreiten kann, andererseits sollen seine höchst nützlichen Fähigkeiten, nämlich gezielt und effizient in bestimmte Zellen einzudringen und genetisches Material in diese Zellen zu bringen, erhalten bleiben. Dadurch kann es gelingen ein medizinisches Werkzeug herzustellen, das Gene, die für therapeutische oder prophylaktische Proteine kodieren, in die gewünschten menschlichen Zellen einschleust. Ähnliche Ansätze sind bereits für eine Anzahl von Viren aus anderen Virusfamilien entwickelt worden und in einigen Fällen haben diese Methoden bereits eine Reife erreicht, die es erlaubt solche Virusvektoren in klinischen Tests am Menschen zu erproben. Ob das FSME Virus als ein solcher Vektor für den Gentransfer eingesetzt werden kann, ist bisher nicht erforscht worden, obwohl dieses Virus eine ganze Reihe von Eigenschaften aufweist (es hat ein kleines RNA Genom, ist neurotrop und kaum zytopathogen), die für eine solche Anwendung besonders vorteilhaft erscheinen. In Rahmen dieses Projektes werden wir grundlegende Untersuchungen durchführen, die zeigen werden, ob und wie gut das FSME Virus tatsächlich für medizinische Zwecke einsetzbar ist und welche Vor- und Nachteile ein solches System hätte. Durch diese Arbeiten werden die Grundlagen für spätere Entwicklungen gelegt, die schlussendlich zu therapeutischen oder prophylaktischen Anwendungen von Gentransfer-Systemen führen können, die auf dem FSME Virus basieren.

Ziel dieses Projektes war es Wege zu erforschen, um einen menschlichen Krankheitserreger, das Frühsommer- Meningoenzephalitis (FSME) Virus, als molekularbiologisches Werkzeug nutzbar zu machen. Ein Virus besteht aus genetischer Information, die von einer Hülle aus Eiweißstoffen und eventuell auch Fetten umgeben ist. Diese Hülle dient dazu, die verpackte genetische Information zu schützen und ganz gezielt und effizient in Wirtszellen einzuschleusen, wo die Gene ihre Wirkung entfalten können und von der Wirtszelle vermehrt und in neue Partikel verpackt werden. Viren sind keine Lebewesen, sondern von der Natur perfektionierte Vehikel, um genetische Information von Zelle zu Zelle zu transportieren. Wir haben nun erforscht, ob und wie diese Fähigkeiten im Falle des FSME Virus für wissenschaftliche und medizinische Zwecke verwendet werden können. Denn sehr häufig stellt sich die Aufgabe, bestimmte Gene in Zellen einzuschleusen, etwa um deren Wirkung experimentell zu erforschen oder um einen therapeutischen Nutzen zu erzielen. Gentherapie ist eines der großen Hoffnungsgebiete der Medizin, um in Zukunft ererbte Krankheiten, aber auch Krebs oder Infektionskrankheiten heilen zu können. Es ist uns im Rahmen diese Projektes gelungen, das FSME Virus gentechnisch so zu verändern, dass es ein Gen unserer Wahl in Wirtszellen mitnimmt. Damit das Virus zu keiner Erkrankung führen kann, wurde es so verändert, dass es zwar im Labor zusammengebaut und durch Behandlung mit spezifischen Enzymen infektiös gemacht werden kann, aber danach nicht mehr fähig ist sich weiter auszubreiten. Wir haben die Eigenschaften eines solchen Gen-Transporters, der aus dem FSME Virus hergestellt wird, mit anderen Ansätzen genau verglichen und festgestellt, dass unser Ansatz zu einer besonders lang anhaltenden Wirkung führt. Die Frage der gezielten Aktivierung hat uns Einblick in grundlegende Aspekte des Zusammenbaus von Viren ermöglicht. Insbesondere Mechanismen, bei denen virale Bauteile in ganz spezifischer Weise gespalten werden, bildeten den Mittelpunkt unserer Forschung. Dabei zeigte sich, dass das FSME Virus auch auf bisher nicht bekannte Weise in Zielzellen eindringen kann. Wie so oft in der Forschung haben sich auch ganz unerwartete Wege und Erkenntnisse eröffnet, die schlussendlich zu einer Methode führten, - von unserer Universität auch zum Patent angemeldet - mit der die Effizienz verschiedener viraler Gen-Transporter verbessert werden kann.