Komplementabhängige Lyse von HIV

Weltweit wurden und werden große Anstrengungen unternommen, um das Humane Immundefizienzvirus (HIV) zu bekämpfen. Leider waren alle bisher entwickelten Strategien nur zum Teil erfolgreich. Daher wollen wir in dieser Studie einen alternativen therapeutischen Zugang entwickeln und versuchen, Komplement-abhängige Zytotoxizität und Virolyse so zu induzieren, daß selektiv HIV und HIV-infizierte Zellen zerstört werden. Das Komplementsystem repräsentiert einen Hauptzweig der angeborenen Immunität und trägt zur humoralen Immunabwehr bei. Aktivierung der Komplementkaskade bewirkt Deposition von C3-Fragmenten auf eingedrungenen Pathogenen, ein Prozeß der als Opsonisierung bekannt ist, oder führt, wenn ein gewisser Schwellwert bei der Aktivierung überschritten wird, zur komplement-abhängigen Lyse dieser Mikloorganismen. Daher haben fast alle Pathogene, die mit Serum in Berührung kommen, Strategien entwickelt, um sich dem Angriff des Komplements zu entziehen. Ein Pathogen, mit Resistenz gegen Komplement ist HIV. In den letzten Jahren konnten wir zeigen, daß sich dieses Virus wirtseigene Regulatoren bzw. Hemmer der Komplementaktivität erwirbt, die sowohl mernbranständig als auch in humoraler Phase sein können. Dadurch ist HIV gegen Attacken des Komplements geschützt. Das Ziel dieses Projekts ist es, in einem dreistufigen Ansatz, HIV den Schutz durch diese erworbenen Komplementregulatoren zu entziehen. Dabei soll erstens, Komplementaktivierung spezifisch an HIV und HIV-infizierten Zellen induziert werden, zweitens, die Anlagerung humoraler Komplementregulatoren auf der Virusoberfläche und virus-infizierten Zellen verhindert werden und so zusätzlich Komplement aktiviert werden und drittens, Komplementregulatoren, die auf der Oberfläche von HIV und HIV-infizierten Zellen verankert sind, ausgeschaltet werden. So hoffen wir sicher zu stellen, daß der nötige Aktivierungsschwellwert überschritten wird, oberhalb dessen es zur Lyse kommt. Dabei ist es wichtig, Lyse bei HIV und HIV-infizierten Zellen so zu induzieren, daß nicht-infizierte Zellen nicht geschädigt werden. Die Kombination aus selektiver Komplementaktivierung und gleichzeitiger Hemmung der Komplementregulatoren auf HIV und HIV-infizierten Zellen sollte einen neuen therapeutischen Zugang eröffnen, um HIV und HIV-infizierte Zellen durch das wirteseigenen Immunsystem zu neutralisieren.

Das Humane Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1) ist gegen die Angriffe des humanen Komplementsystems geschützt und wird von diesem Verteidigungssystem der Immunantwort nicht neutralisiert. Ziel des Projekts ist die selektive Induktion der komplementabhängigen Lyse, ohne die nicht-infizierten Wirtszellen zu schädigen. Die Aufgabenstellung ist: 1. Spezifität für die selektive Komplementantwort zu gewährleisten, 2. die Komplementantwort durch Antikörper (Ak) gegen DAF und CD59 zu verstärken, 3. Fab Fragmente von DAF und CD59 zu generieren und diese in Lyseassays einzusetzen, 4. Kopplung der generierten Fab Fragmente an HIV-spezifische Ak und 5. Bindungsregionen von Faktor H (fH) zu bestimmen. ad 1, alle bisher getesteten HIV-Seren aktivierten das Komplementsystem. Die Aktivierung konnte durch den mAk 2G12 verstärkt werden. Bei nicht-infizierten Zellen war keine C3-Deposition zu beobachten. ad 2, Sowohl der Ak gegen DAF als auch der gegen CD59 verstärkten die Deposition von Komplementfragmenten, die Wirkung der Ak war synergistisch. ad 3, Wie die Ak gegen DAF und CD59 waren auch deren Fab Fragmente in der Lage, Komplementaktivierung zu verstärken. ad 4, Die Kopplung der generierten Fab Fragmente ist gerade Gegenstand der Untersuchungen. Bisher konnte ein CD59 Fab Fragment and 2G12 gekoppelt werden. Die Tests mit diesem Konstrukt sind gerade im Laufen. ad 5, Eine fH-Interaktionsstelle mit HIV-infizierten Zellen konnte im SCR13 von fH identifiziert werden (H. Stoiber et al. Immunobiology, 2001). Um geeignete Kopplungspartner zu untersuchen, wurden sowohl Studien mit 2G12 und 2F5 in vivo (Stiegler et. al. AIDS, 2002) als auch von polytransfundierten Patienten ex vivo getestet (Wilflingseder et. al. IAAI, 131:62-72). Weiters wurden Antikörper von HIV-infizierten Patienten untersucht (Freißmuth et. al., submitted). Um das Wirkprinzip des Ansatzes auch in vivo zu testen, wurde die Studie auf ein Mausvirus (MMTV) ausgeweitet. Im Moment werden für die Tierversuche Konstrukte im Labor hergestellt, die für Mäusekomplement spezifisch sind und in vitro bereits ihre Tauglichkeit bewiesen haben. Insgesamt gesehen hat das Projekt zu 9 Publikationen geführt (siehe Anhang). Eine weitere Arbeit wird zur Publikation eingereicht.