Charakterisierung Epstein-Barr Virus-infizierter B-Zellen der infektiösen Mononukleose: Virale Strategien zur Ausbreitung im B-Zellkompartiment und zur Etablierung einer lebenslangen Persistenz

Kurth, Julia Bernadette (2003). Charakterisierung Epstein-Barr Virus-infizierter B-Zellen der infektiösen Mononukleose: Virale Strategien zur Ausbreitung im B-Zellkompartiment und zur Etablierung einer lebenslangen Persistenz. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Während die Primärinfektion mit Epstein-Barr Virus (EBV) in der Kindheit gewöhnlich asymptomatisch verläuft, manifestiert sich die verzögerte Primärinfektion während der Pupertät in ca. 50% der Fälle als infektiöse Mononukleose (IM). Da bislang nur wenige Untersuchungen am Gewebe von IM-Patienten durchgeführt wurden, ist nur wenig über die Vorgänge während der IM bekannt. Um die Ausbreitung des Virus während der IM nachzuzeichnen, wurden in der vorliegenden Arbeit einzelne EBV-infizierte Zellen aus tonsillärem Gewebe isoliert und mittels Einzelzell-PCR auf Immunoglobulin-V-Genumlagerungen untersucht. Zusätzlich wurde das Spektrum der während der IM ausgeprägten Expressionsmuster EBV-kodierter Gene bestimmt. Diese Untersuchung zeigte, daß nur ein Teil der EBV-positiven Zellen durch die bekannten Latenzformen charakterisiert sind; die Mehrzahl infizierter Zellen der interfollikulären Regionen sowie (fast) alle EBV-positiven Zellen der Keimzentren zeigen eine bislang nicht beschriebene Latenzform (Latenz IV), in der EBNA2 nicht jedoch LMP1 ausgeprägt wird. Neben wenigen Zellen mit unmutierten V-Genumlagerungen können die meisten EBV-infizierten Zellen Klonen mit mutierten V-Genen zugeordnet werden. Intraklonale V-Gen-Diversität, ein Merkmal von Keimzentrums-B-Zellen, konnte nicht gefunden werden. Diese Ergebnisse der V-Gen-Analyse verdeutlichen folgende Strategien des Virus, um sich während der IM schnell und effektiv im B-Zellkompartiment zu etablieren. EBV infiziert naive und vor allen Dingen Gedächtnis- und/oder Keimzentrums-B-Zellen direkt. Weiterhin können infizierte Keimzentrums- und/oder Gedächtnis-B-Zellen zu großen Klonen expandieren (Keimzentrums-B-Zellen differenzieren nach der Infektion möglicherweise zu Gedächtnis-B-Zellen). Durch diese bevorzugte Infektion und klonale Expansion der Keimzentrums- und/oder Gedächtnis-B-Zellen etabliert sich EBV schon während der IM im Gedächtnis-B-Zellkompartiment, dem Hauptreservoir des Virus während der Persistenz. Die Keimzentrumspassage infizierter, naiver B-Zellen spielt während der IM hingegen keine Rolle für die Bildung einer Population infizierter Gedächtnis-B-Zellen, da sogar infizierte B-Zellen, die sich in den Keimzentren befinden, keine Anzeichen für eine Teilnahme an der Keimzentrumsreaktion zeigen. EBV-infizierte B-Zellen können während der Proliferation die Morphologie und wahrscheinlich auch die Latenzform wechseln. Infolgedessen entgehen vermutlich einige infizierte Gedächtnis-B-Zellen durch Herunterregulation immunogener EBV-kodierter Proteine der EBV-spezifischen Immunantwort und bilden eine nach der IM fortbestehende Population infizierter Gedächtnis-B-Zellen. EBV ist bei einer Reihe von B-Zell-Lymphomen entscheidend an der Entstehung der Tumore beteiligt. Um Zellen mit Charakteristika möglicher Tumorvorläuferzellen während der IM zu identifizieren, wurden daher in der vorliegenden Arbeit die Latenzform und das Muster der somatischen Hypermutation einiger EBV-assoziierter B-Zell-Lymphome (Burkitt-Lymphom, Morbus Hodgkin und Posttransplantationslymphom) mit den entsprechenden Merkmalen EBV-inifzierter Zellen der IM verglichen. Während der IM wurden allerdings keine EBV-infizierten Zellen gefunden, welche Merkmale der Tumorzellen EBV-assoziierter Lymphome besaßen.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated title:

Title	Language
Characterisation of Epstein-Barr virus-infected B cells of infectious mononucleosis: Viral strategies for spreading in the B cell compartment and establishing a lifelong persistence	English

Translated abstract:

Abstract

Language

Primary Epstein-Barr virus (EBV) infection usually occurs in childhood and is generally asymptomatic, but delayed primary infection may manifest itself in a disease called infectious mononucleosis (IM). Although it is known that during IM B cells are the main target of EBV, remarkably little is known about the strategies of viral spreading in the B cell compartment. In order to trace these pathways of viral dissemination, single EBV-infected cells were isolated by micromanipulation from tonsils of IM patients and analysed for rearranged immunoglobulin V genes. In addition, the expression patterns of EBV-encoded genes were characterised: besides cells showing the described latency programs (latency I, II and III), the majority of infected cells in the interfollicular region and most if not all EBV-harbouring cells in germinal centers (GC) exhibited a previously unrecognised EBV gene expression pattern (latency IV) in that they were positive for EBNA2, but negative for LMP1. Beside some cells characterised by unmutated V genes, most EBV-infected cells belong to clones of cells harbouring somatically mutated V gene rearrangements. However, there was no evidence for ongoing somatic hypermutation, a hallmark of the GC reaction. This revealed the following strategies of EBV for the rapid and massive spread in the B cell compartment: the direct infection of naive and in particular memory and/or GC B cells and the expansion of the latter cells to large clones. The GC passage of infected naive B cells does not detectably contribute to the generation of virus-harbouring memory B cells during IM; even infected B cells located in GC do not show signs of ongoing V gene hypermutation and thus do not participate in the GC reaction. Hence, the preferential direct infection and preferential expansion of memory and/or GC B cells may be part of the viral strategy to establish itself during IM in the memory B cell compartment. Members of memory B cell clones can show distinct morphologies and likely also EBV gene expression patterns implying a mechanism by which EBV-infected B cells can evade immune surveillance and establish a pool of persisting EBV-positive memory B cells. Although the three main types of EBV-associated B cell lymphomas (Burkitt, Hodgkin and post transplant lymphomas) are presumably derived from EBV-infected B cells, no EBV-harbouring cells were found during IM that resembled the tumor cells of these EBV-associated lymphomas in terms of EBV latency program and somatic hypermutation pattern.

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