Sialinsäuren und Infektion des Zentralnervensystems

Forschungsprojekt P 14104Sialinsäuren und Infektionen des ZentralnervensystemsReinhard VLASAK24.01.2000 Glykosilierung von Proteinen stellt eine wichtige Modifikation mit biologischer Bedeutung dar. Ein häufig in Glykoproteinen und Glykolipiden gefundener Zucker ist Sialinsäure (Neuraminsäure). Diese spielt eine Rolle in Zell - Zell Erkennung und moduliert Immunantworten. Proteine, die spezifisch Sialinsäuren erkennen, sind an der Erhaltung der Myelinschicht beteiligt, regulieren die Bildung von Neuriten, usw. Viele Viren benutzen Sialinsäuren als Rezeptoren, um an Wirtszellen zu binden und zu infizieren. Wir haben kürzlich ein virales Enzym charakterisiert, das spezifisch mit 5-N-acetyl-4-O-acetyl Sialinsäure (Neu4,5Ac2 ) interagiert. Diese Sialinsäure wurde in hohen Mengen in Glykoproteinen von Meerschweinchen und Pferden gefunden. Das Vorkommen in anderen Tieren und im Menschen ist nicht genau bekannt. Andere Formen von Sialinsäure werden durch das Virus- Enzym, welches in Maus-Coronaviren vorkommt, nicht erkannt. Diese Viren infizieren das Zentralnervensystem. Verschiedene Stämme von Maus Coronaviren, die das sialinsäure-spezifische Enzym besitzen, infizieren bevorzugt Neuronen. Da wir in unserem Institut einen Coronavirus-Stamm untersuchen, der spezifisch an 4-O-acetylierte Sialinsäure bindet, wollen wir untersuchen, ob die Infektion durch diese Sialinsäure ermöglicht wird. Zunächst soll getestet werden, ob die Enzyme verwandter Coronaviren die gleiche Substratspezifität zeigen. Mit einem rekombinanten Enzym soll die Verteilung von Neu4,5Ac 2 in Mäusen histochemisch untersucht werden. Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit Prof. Schauer (Univ. Kiel) wird dieses rekombinante Protein auch zur Untersuchung des Vorkommens dieser Sialinsäure in anderen Spezies verwendet werden. Wir werden spezifisch Gehirnzellen auf das Vorkommen von Neu4,5Ac 2 untersuchen. Mit zwei Varianten (mit und ohne dem sialinsäurespezifischen Enzym) von Puffinosis Virus, weiches ebenfalls Mäuse infizieren kann, soll untersucht werden, ob das Enzym eine Rolle bei der Infektion von isolierten Neuronen, Oligodendrozyten, Astrozyten und Mikroglia-Zellen spielt. Weiters wollen wir untersuchen, ob Meerschweinchen- und Pferdezellen durch Maus Coronaviren infiziert werden. Mit rekombinant hergestellten Virus-ähnlichen Partikeln soll untersucht werden, ob die Bindung an Neu4,5Ac 2 durch das virale Enzym oder durch das zweite Virus-Oberflächenprotein, auch Spike-Protein genannt, erfolgt. Weiters soll auch untersucht werden, ob Puffinosis Virus, weiches ursprünglich 1982 aus dem Küstenvogel Schwarzschnabel-Sturmtaucher (Puffinus puffinus) isoliert wurde, tatsächlich ein Vogelvirus darstellt. Die damals gewählte Isolierungsmethode läßt die Möglichkeit offen, daß es sich um ein Maus Coronavirus handelt. Während des nächsten Auftretens von "Puffinosis" werden auf der Insel Skomer vor der Küste von Wales Gewebsproben von frisch verendeten Tieren gesammelt und in unser Institut transportiert. Hier werden die Proben mit einer Kombination von reverser Transkription und Polymerase-Kettenreaktion auf Virusspezifische Gene untersucht. Falls wir Virus-Gene nachweisen können, wäre ein natürliches Reservoir für Coronaviren identifiziert.