Einrichtung:

Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit (FLI)

Institut / Abteilung:

Institut für Molekularbiologie (IMB),

Beschreibung / Ziel (dt.):

Hochpathogene aviäre Influenzaviren haben als Erreger der klassischen Geflügelpest eine erhebliche ökonomische Bedeutung. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Transformation in einen humanen Stamm durch direkte Anpassung an den Menschen oder durch Reassortierung des Hämagglutinin-Gens mit einem etablierten zirkulierenden humanen Stamm; beide Mechanismen könnten zu einer Influenza-Pandemie im Menschen führen. Ziel dieses Projektes ist die Aufdeckung von Pathogenitätsdeterminanten, d.h. von Mutationen in hochpathogenen im Vergleich zu avirulenten aviären Influenza-Stämmen. Es ist bisher ungeklärt, ob zusätzlich zur polybasischen HA-Spaltstelle auch andere genetische Veränderungen die Virulenz steigern können. Denkbar sind solche Mutationen in der viralen Polymerase sowie den Oberflächenproteinen Hämagglutinin und Neuraminidase. Durch vergleichende Untersuchungen von verschiedenen Virusmutanten im Huhn und anderen relevanten Spezies sollen so wichtige Loci identifiziert werden. Die Kenntnis solcher Pathogenitätsdeterminanten ist Grundlage der Risikobewertung zirkulierender aviärer Stämme und Voraussetzung für die Entwicklung attenuierter Virusstämme zur Impfstoffherstellung.

Ergebnis (dt.)

Grundlage der Bestimmung von Pathogenitätsdeterminanten ist die Verfügbarkeit von genetisch einander äußerst nahestehenden Viren mit sehr deutlichen Unterschieden in der Virulenz. Durch die Herstellung rekombinanter Viren wird die gezielte Einführung oder Entfernung von Kandidatenmutationen möglich. Es konnte von unserer Arbeitsgruppe ein Verfahren zur universellen Klonierung von Virusgenen beliebiger Influenzavirusstämme etabliert werden, welches die schnelle Herstellung rekombinanter Virus ohne vorherige Kenntnis der Sequenzen ermöglicht. Dieses Verfahren wurde als Diensterfindung am 20.12.2007 ?Universelle Klonierungsmethode für Influenza-A-Viren? angemeldet sowie veröffentlicht: Stech et al., Nucleic Acids Research 2008 Dec;36(21):e139. Die Etablierung rekombinanter Systeme war ein langwieriger und für manche Projekte gar limitierender Schritt, welcher nun durch diese Methode vereinfacht und standardisiert werden kann. Eine weitere Vereinfachung dieser Methode gelang durch die Etablierung einer PCR, welches es ermöglicht, Neuraminidase-Gene aller neun Serotypen sowie drei weitere Virusgene (NP, M, NS) von insgesamt acht in einer Reaktion simultan für die Klonierung zu amplifizieren. Auderdem war die universelle Amplifikation des Neuraminidase-Gens ohne Kenntnis des Serotyps in Kombination mit der Universalklonierung bisher nicht möglich. Ein Manuskript dazu wurde bei Journal of Virological Methods eingereicht und befindet sich jetzt in Revision. Es konnten die kompletten Plasmidsätze für alle acht Virusgene der hochpathogenen aviären Stämme A/Swan/Germany/R65/2006 (H5N1) und A/Chicken/Italy/445/99 (H7N1) sowie der niedrigpathogenen aviären Stämme A/Teal/Föhr/WV632/05 (H5N1), A/Duck/Ukraine/1/63 (H3N8) und A/Chicken/Emirates/R66/2002 (H9N2) kloniert werden. Die Verfügbarkeit dieser Systeme wird die umfassende Aufdeckung weiterer Pathogenitätsdeterminanten zusätzlich zur polybasischen Spaltstelle im Hämagglutinin und struktureller Besonderheiten von Hämagglutininen des Serotyps H5 oder H7 ermöglichen. So konnte bereits durch die Einführung polybasischer Spaltstellen in das Hämagglutinin des Stammes A/Duck/Ukraine/1/63 (H3N8), der dadurch nicht zum für Hühner hochpathogenen Virus transformiert wurde, gezeigt werden, dass jenseits der Spaltstelle weitere Pathogenitätsdeterminanten existieren müssen. Ein Manuskript zu diesen Experimenten wurde bei Journal of Virology eingereicht und befindet sich jetzt in Revision. Weitere Studien werden die gezielte Lokalisation solcher Pathogenitätsdeterminanten zum Ziel haben.

Wissenschaftler

Stech, Jürgen

Bezug: BMELV-Forschungsplan 2008

Die Forschungsaktivität leistet

Hauptbeitrag zur Hauptaufgabe

5.8: Entwicklung von Modellen zur Risikoanalyse für Tierseuchen- und Zoonoseerreger sowie Risikobewertung und -kommunikation für Tierseuchen und Zoonosen

Nebenbeiträge für Hauptaufgaben:
5.10: Entwicklung von modernen Diagnostika und Impfstoffen für Tierseuchen und Zoonosen sowie Entwicklung von Arzneimitteln für Krankheiten bei wirtschaftlich weniger bedeutenden Tierarten wie Fischen, Bienen etc.

Beginn: 1 / 2001

Ende: 12 / 2012

Daueraufgabe: Ja

Status: laufend

Es handelt sich um kein Drittmittelprojekt!