Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Virus-cell interactions of mumps viruses and mammalian cells : entry, replication and immune evasion

Hüttl, Sarah Isabella Theresa GND

Der Nachweis von RNA eines Fledertier-assoziierten Mumpsvirus (batMuV) in einem afrikanischen Flughund (Epomophorus sp.) deutet auf Flughunde als zusätzliche Reservoirwirte für MuVs hin. In dieser Arbeit wurde rekombinantes batMuV generiert und charakterisiert, um das zoonotische Potential von batMuV einzuschätzen. Es wurde gezeigt, dass batMuV effizient in humanen und Fledertier-Zellen repliziert und der Viruseintritt von batMuV von ähnlichen zellulären Faktoren abhängt wie der Eintritt humaner MuVs (hMuV). Weiterhin sind beide MuVs in der Lage durch die Aktivität des SH-Proteins und der Nichtstrukturproteine V und I in die Immunantwort des Wirts einzugreifen. Ein weiterer Fokus lag auf dem Fusionsprotein (F), das die Fusion zwischen Virus- und Zellmembran sowie zwischen infizierten und benachbarten Zellen während Viruseintritt und -ausbreitung vermittelt. MuV-Stämme besitzen eine unterschiedlich stark ausgeprägte Fusogenität, die möglicherweise mit der Virulenz korreliert. Der Mechanismus hinter dem unterschiedlichen Fusionsausmaß sowie dessen Auswirkung auf Pathogenese und Virulenz sind bislang unvollständig verstanden. Die Aminosäure an Position 8 (P8) des Spaltmotivs von F weist eine deutliche Variation auf. Es wurde dargelegt, dass P8 die Fusogenität von MuVs bestimmt, indem es die Effizienz der Furin-vermittelten Proteolyse beeinflusst. Darüber hinaus scheint P8 einen Effekt auf die Virusausbreitung zu haben und erleichtert entweder die Virus-Zell- oder die Zell-Zell-Fusion, was zwei zu unterscheidende Fusionsprozesse vermuten lässt. Zudem wurde die Möglichkeit einer Furin-unabhängigen Spaltung von F durch Typ II transmembrane Serinproteasen nachgewiesen, die vermutlich die Replikation von MuVs im respiratorischen Trakt begünstigt. Camostat Mesilat, ein klinisch angewendeter Protease-Inhibitor, wies dabei antivirale Aktivität gegen MuVs auf. Diese Erkenntnisse gewähren neue Einblicke in die Proteolyse und Fusogenität von MuV F und könnten zur Identifizierung von potentiellen antiviralen Therapeutika beitragen.

The detection of RNA of a bat-derived MuV (batMuV) in an African flying fox (Epomophorus sp.) implies that bats might serve as reservoir hosts for MuVs. Here authentic recombinant batMuV was generated to characterize the replication cycle and assess the zoonotic potential of batMuV. It was shown that batMuV replicates efficiently in human and bat-derived cells. Cellular factors required for viral entry seem to be similar for human MuVs (hMuV) and batMuV. Further, both MuVs were found to interfere with the host immune response by the activity of the small hydrophobic protein and the non-structural proteins V and I. Another focus was on the MuV fusion (F) protein that induces the fusion between viral and host cell membranes and between the membranes of infected and neighbored cells during viral entry and spread. A varying fusogenicity among MuV strains has been stated and might correlate with the virulence. So far, the mechanism of the different extent of fusion as well as the impact of fusogenicity on viral pathogenesis and virulence are incompletely understood. The amino acid residue at position 8 (P8) was detected as remarkable variation within the multibasic cleavage motif of MuV F. The obtained results demonstrate that P8 affects the fusogenicity of MuVs by influencing the efficiency of furin-mediated proteolysis. Besides, P8 might determine the mode of viral spread and either facilitates virus-cell or cell-to-cell fusion suggesting two distinct fusion processes. Moreover, a furin-independent activation of F by type II transmembrane serine proteases was revealed; presumably supporting the viral replication within the respiratory epithelium. Importantly, camostat mesylate, a clinically applied protease inhibitor, was identified as a potential antiviral drug against MuV infections. The findings provide novel insights into the proteolysis and fusogenicity of MuV F which might help to assess the virulence of MuVs and develop antiviral drugs.

Cite

Citation style:
Could not load citation form.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export