Filoviridiae. Ebola und Marburg Virus

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1 Filoviridiae Ebola und Marburg Virus

2 Einleitung Geschichte, Aktualität Die Krankheit Infektion, Symptome, Behandlung und Impfstoff, Prävention von Epidemien Das Virus Gliederung Klassifizierung, Genom, Morphologie und Struktur, Die virale Proteine Die Glycoproteine von Ebola

3 Geschichte 1967 Marburg (31/7), Affen aus Uganda 1976 Ausbruch am Ebola-Fluss in Zaïre (Kongo) (318/280) 1976/79 Sudan (284/150), Sudan (34/22) 1989 Ausbruch in Reston, VA; Affen aus den Phillipinen (4/0) 1994 Einzelfall an der Elfenbeinküste (1/0), neuer Subtyp 1994/96 Gabun (44/28), (98/66) 1995 Kikwit (Zaire) (315/244) Marburgvirus: Kongo (149/123) 2000 Uganda (425/224) Okt Marburgvirus: weltweit schlimmste Epidemie von HF, in Angola, dauert immer noch an! (337/311 am 18. Mai) Mai 2005 Kongo: Verdacht, 9 Tote (17.5)

4 Der Bund am Mittwoch, 11. Mai 2005

5 Die Krankheit Allgemeines und Infektion Ebola Hämorrhagisches Fieber (EHF) In Menschen und einigen Primaten Natürliches Reservoir noch immer unbekannt Ausbrüche selten und unvorhersehbar Infektion: direkter Kontakt mit infizierten Körperflüssigkeiten (Blut, Exkremente, Speichel, Erbrochenes etc.) und Tröpfcheninfektion Sterblickeitsraten: % Inkubationszeit: 2-16 Tage

6 Plötzlicher Beginn Die Krankheit Symptome 3-9Tage: Grippeähnliche Symptome - Hohes Fieber, Kopfund Muskelschmerzen Nach 1 Woche: Ausschlag, Übelkeit, Durchfall Dann: Hämorrhagisches Fieber - Haut- und Schleimhautblutungen, Zerstörung kapillarer Blutgefässe Tod: durch Schock, Blutungen im Gastrointestinaltrakt, Milz und Lunge, durch Organschäden Oder Genesung: langsam, kann von Gelbfieber, Hepatitis und Myelitis begleitet sein

7 Behandlung: Die Krankheit Behandlung und Impfstoff Möglichkeiten limitiert symptomatische Behandlung Desinfektion: zerstört durch UV, γ, Hypochloritund phenolische Desinfektionsmittel GenPhar: 1. Nov zur Zeit erste Tests an Menschen

8 Die Krankheit Prävention von Epidemien Quarantäne von Infizierten, Kontrolle von Kontakten Sterile Spritzen und Ausrüstung Behandelnde: Handschuhe, undurchlässige Kleidung, Gesichts- und Augenschutz, Bein- und Schuhbedeckung Kremierung der Toten

9 Das Virus Klassifizierung Reich Ordnung dazu gehören: Familie Gattungen (-) ss RNA Viren Mononegavirales Rhabdoviren, Paramyxoviren Filoviridiae Marburg (1 Spezies) Ebola (4 Spezies) : Zaire, Sudan, Elfenbeinküste, Reston

10 Das Virus Das Genom (-) sense ss RNA unsegmentiert 19kb lang A/U reich 1.1% des Virions ist Nukleinsäure Grösstes Genom der Mononegavirales 7 Gene identifiziert, Überlappungen (Funktion unbekannt) Ebola 3 Overlaps, Marburg 1 Overlap Transkription und Replikation: im Cytoplasma der infizierten Zelle Volle Länge (+)RNA wird synthetisiert und davon Nackommen (-)RNA

11 Das Virus Morphologie und Struktur Lange, zylinderförmige, filamentöse Partikel Pleiomorph: gerade, gekrümmt, geringelt, 6 - oder U -förmig und verzweigt Behüllt: Sprossung der Viren durch Zellmembran führt zu umhüllten Viren Helikales Capsid (Durchmesser 50nm, Periodizität 5nm) Durchmesser 80nm Länge variabel ( nm) grösste Infektiosität: 790nm (Marb.)/970 nm (Ebola)

12 Ribonucleoprotein Complex NP Nucleocapsid Strukturprotein VP30 Minor nucleoprotein, RNA bindend VP35 lose, Transcriptase Complex? L RNA-abhäng. Polymerase Membran-assoziierte Proteine VP40 VP24 GP Das Virus Matrix-Protein Fkt. Unbekannt, ev. uncoating Integrales Membranprotein Oberflächen Spikes, glykosyliert 7nm, 10nm Abstand Sekretiert sgp sekretierte Form des GP Die viralen Proteine

13 Die Glycoproteine von Ebola Transkription, Translation,, Prozessierung GP Gen: hat Stop Codon in der Mitte verhindert Synthese von Full-Length Protein 1. Genprodukt: truncated GP, 60kDa, wird sekretiert (sgp) Funktion: unbekannt (Bindung von AK od Liganden auf T-Zellen?) Transcriptional Editing: Insertion eines A Frameshift 2. Genprodukt: ganzes Protein, 130 kda, Transmembran-Form Funktion: Bindung an Rezeptor und Vermittlung der Penetration Prozessierung von GP: Synthese von 676AS Protein Signalpeptid (N-terminale 32 AS) entfernt ER: N-Glykosylierung pre-gp Golgi: vollständige Glykosylierung GP0 Furin convertase: GP1 (130kDa) & GP2 (24kDa)

14 Die Glycoproteine von Ebola Die Glycoproteine und Penetration Penetrationsmechanismus: nach wie vor unbekannt! Rezeptor auf Wirtszelle: Unbekannt! Targets des Virus: Makrophagen und Neutrophile, vaskuläre Endothelzellen, Leber- und Nierenzellen Hypothese: GP1 verantwortlich für Rezeptorbindung GP2 vermittelt Fusion mit Wirtszelle (ph?) Welche AS-Reste sind verantwortlich für die Bindung des Rezeptors?

15 Die Glycoproteine von Ebola Manicassamy et al: Comprehensive Analysis of Ebola Virus GP1 in Viral Entry, J Virol. 2005;79: Problem: Sicherheit beim Arbeiten mit Ebola Pseudotypisierung: Assoziation eines Virus mit fremden Hüllproteinen Experimentell: Kotransfektion von wt od. mut. GP1 mit Luc-E - -R - -HIV vector in 293T Isolation der pseudotypisierten Viren aus dem Überstand nach 24-48h Konstrukte: Deletionsmutanten mittels PCR-directed mutagenesis

16 Die Glycoproteine von Ebola Manicassamy et al: Comprehensive Analysis of Ebola Virus GP1 in Viral Entry, J Virol. 2005;79: Assay für Infektiosität: Infektion von 293T s od. HeLa s mit pseudotypis. Viren Lyse nach 48h nach Infektion Messung der Luciferase Aktivität Resultat: Nur Δ12 und Δ13 vermitteln Penetration des Virus in die Zellen D.h. die N-terminalen 230 Reste sind dafür notwenig! Wo könnten Rezeptor-Binding Sites sein? Alanin-Substitutionen durch site-directed Mutagenese (Quick-Change) Assay mit Luciferase-Aktivität wie oben beschrieben AS-Reste verantwortlich für Rezeptor-Erkennung

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