Projekte Virus Transmission

Der Weg von HCV durch die Klinik

Die Übertragung der Hepatitis C erfolgt durch direkten Blut-Blut-Kontakt: Vor 1990 waren vorwiegend Bluttransfusionen ein Problem, inzwischen spielt die Transmission durch Blutprodukte zumindest in Deutschland aufgrund hochsensibler Tests keine Rolle mehr. Risikofaktoren sind heutzutage der unsterile Umgang mit Injektionsutensilien in nichtindustrialisierten Ländern sowie .v. Drogenkonsum in industrialisierten Ländern. Auch bei Tätowierungen, Piercings, Akupunktur und bei medizinischen Eingriffen kann die Verwendung von unzureichend sterilisiertem Besteck zur Virusübertragung führen. Eher selten sind HCV-Infektionen auf Sexualverkehr mit Hepatitis-C-positiven Geschlechtspartnern zurückzuführen. Die Übertragung der Infektion von einer HCV-positiven Mutter auf ihr Kind vor oder während der Geburt kommt in bis zu vier Prozent der Fälle vor. Bei etwa einem Drittel der HCV-Patienten ist jedoch nicht mehr nachvollziehbar, wie das Virus übertragen wurde.

Ein wichtiger Aspekt im Spannungsfeld HCV ist die Prävention, denn der Übertragungsweg von Blut zu Blut sollte mit geeigneten Hygienemaßnahmen beherrschbar sein. Besonders Übertragungen im Krankenhausumfeld und die Stabilität und Sensitivität von HCV gegenüber chemischen Desinfektionsmitteln stehen im Fokus unserer Arbeit. Bisherige Untersuchungen und Erfahrungen beruhen aufgrund fehlender HCV-in-vitro-Modelle fast ausschließlich auf Studien mit dem bovinen Diarrhö-Virus (BVDV), das ein Verwandter des HCV ist und bereits seit geraumer Zeit kultiviert werden kann. Allerdings erlauben diese Studien mit dem Surrogatvirus für HCV nur bedingt zuverlässige Einschätzung über die Infektiosität des HCV.

Relevante Publikationen

Bedeutung der HCV Hüllproteine für die Assemblierung und Freisetzung infektiöser Viren

Die Hüllproteine E1 und E2 sind die Hauptkomponenten der Virushülle und für den Viruseintritt von entscheidender Bedeutung. In diesem Zusammenhang sind E1 und E2 für die Bindung an zelluläre Rezeptoren verantwortlich und vermitteln anschließend die Fusion zwischen Virus- und Zellmembran. Ferner sind diese Proteine das Hauptziel für virus-neutralisierende Antikörper, die vermutlich einen wichtigen Beitrag zur Kontrolle der Infektion leisten. Im Falle des HCV sind die Hüllproteine E1 und E2 darüber hinaus essenziell für die Bildung und Freisetzung infektiöser Viren. Die Rolle der Hüllproteine in diesem Zusammenhang ist allerdings im Augenblick unzureichend verstanden. Dies liegt daran, dass es erst seit wenigen Jahren ein Zellkulturmodell gibt, mit dem diese Aspekte studiert werden können. Im Rahmen dieses durch die DFG geförderten Projektes analysieren wir die Rolle der HCV Glykoproteine bei der Virusmorphogenese. Dabei prüfen wir, an welchen Schritten der Morphogenese die Hüllproteine beteiligt sind und wie Interaktionen der Hüllproteine miteinander bzw. mit anderen viralen Proteinen zur Bildung neuer Viren beitragen.

Abbildung: Schematisches Modell der HCV und der Lipoprotein Morphogenese in Hepatozyten. Die Darstellung der Lipoproteinbiosynthese beruht auf einem Modell nach Hussain et al. Zelluläre Faktoren, die eine Rolle bei der Produktion von Lipoproteinen und von infektiösen HCV Partikeln spielen, sind eingezeichnet. Das Core Protein auf der Oberfläche von Lipid droplets rekrutiert HCV NS5A, Replikasekomplexe und RNA. Zusammen mit HCV E1/E2 Hüllproteinkomplexen werden an intrazellulären Membranen Viruspartikel gebildet. Im Serum HCV infizierter Patienten zirkuliert HCV als sog. HCV Lipoviropartikel. Weitere entscheidende Kofaktoren der HCV Morphogenese (p7 und NS2) sind nicht eingezeichnet. (Quelle: Thomas Pietschmann)

Publikationen Der Weg von HCV durch die Klinik

Ciesek, S., M. Friesland, J. Steinmann, B. Becker, H. Wedemeyer, M.P. Manns, J. Steinmann, T. Pietschmann, E. Steinmann. (2010). How stable is the hepatitis C virus (HCV)? Environmental stability of HCV and its susceptibility to chemical biocides. J Infect Dis 201(12), 1859-1866. 

Doerrbecker, J., M. Friesland, S. Ciesek, T.J. Erichsen, P. Mateu-Gelabert, J. Steinmann, J. Steinmann, T. Pietschann, E. Steinmann. (2011). Inactivation and survival of hepatitis C virus on inaminate surfaces. J Infect Dis 204(12), 1830-1838

Juliane Doerrbecker, Patrick Behrendt, Pedro-Mateu-Gelabert, Sandra Ciesek, Nina Riebesehl, Corinne Wilhelm, Joerg Steinmann, Thomas Pietschmann, Eike Steinmann (2012). Transmission of hepatitis C virus among people who inject drugs: viral stability and association with drug preparation equipment. J Infect Dis Jan;207(2):281-7

Juliane Doerrbecker, Philip Meuleman, Jonghoon Kang, Nina Riebesehl, Corinne Wilhelm, Martina Friesland, Stephanie Pfaender, Joerg Steinmann, Thomas Pietschmann, Eike Steinmann (2013). Thermostability of seven hepatitis C virus genotypes in vitro and in vivo. JVH Jul;20(7):478-85

Stephanie Pfaender, Julia Heyden, Martina Friesland, Sandra Ciesek, Asim Ejaz, Joerg Steinmann, Jochen Steinmann, Andrea Malarski, Heribert Stoiber, Giorgos Tsiavaliaris, Werner Bader, Georg, Jahreis, Thomas Pietschmann, Eike Steinmann (2013). Inactivation of hepatitis C virus infectivity by human breast milk. J Infect Dis ahead of print

Steinmann J, Becker B, Bischoff B, Magulski T, Steinmann J, Steinmann E. Virucidal activity of Formulation I of the World Health Organization's alcohol-based handrubs: impact of changes in key ingredient levels and test parameters Antimicrob Resist Infect Control. 2013 Dec 12;2(1):34. doi: 10.1186/2047-2994-2-34.

Publikationen Bedeutung der HCV Hüllproteine für die Assemblierung und Freisetzung infektiöser Viren

Steinmann, E., C. Brohm, S. Kallis, R. Bartenschlager, and T. Pietschmann. 2008. Efficient trans-encapsidation of hepatitis C virus RNAs into infectious virus-like particles. J Virol 82:7034-7046. 

Bankwitz, D., E. Steinmann, J. Bitzegeio, S. Ciesek, M. Friesland, E. Herrmann, M. B. Zeisel, T. F. Baumert, Z. Y. Keck, S. K. Foung, E. I. Pecheur, and T. Pietschmann. 2010. Hepatitis C virus hypervariable region 1 modulates receptor interactions, conceals the CD81 binding site, and protects conserved neutralizing epitopes. J Virol 84:5751-5763. 

Frentzen, A. K. Hueging, J. Bitzegeio, M. Friesland, S. Haid, J. Gentzsch, M. Hoffmann, D. Lindemann, G. Zimmer, F. Zielecki, F. Weber, E. Steinmann, and T. Pietschmann. 2011. Completion of Hepatitis C Virus Replication Cycle in Heterokaryons Excludes Dominant Restrictions in Human Non-liver and Mouse Liver Cell Lines. PLoS pathogens 7: PLoS Pathog 7(4): e1002029.

Eike Steinmann, Juliane Doerrbecker, Martina Friesland, Nina Riebesehl, Corinne Ginkel, Julia Hillung, Juliane Gentzsch, Chris Lauber, Richard Brown, Anne Frentzen, Thomas Pietschmann (2013). Characterization of intra- and intergenotypic chimeras reveals a role of the glycoproteins in virius envelopment. J Virol ahead of print