Vakzinierung gegen HCV- eine Fiktion? Univ.- Prof. Robert Thimme Abteilung Innere Medizin II Universitätsklinikum Freiburg

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1 Vakzinierung gegen CV- eine Fiktion? Univ.- Prof. Robert Thimme Abteilung Innere Medizin II Universitätsklinikum Freiburg

2 Epidemiologie der Virushepatitis C epatitis C chronisch infizierte Personen in Deutschland

3 Virushepatitis Akute epatitis Chronische epatitis Zirrhose CC Prophylaktische CV Vakzine Immuntherapie

4 Fragestellungen Welche Immunzellen sind entscheidend? Wie funktionieren die Immunzellen? Warum versagen die Immunzellen? Welche Antigene sind relevant?

5 Komponenten der Immunantwort Neutralisierende Antikörper DC B ilfe CD4

6 T- Zell Antwort bei Virushepatitis CV RNA Leber T-Zellen Wochen nach Infektion IFN α/β CD3 L32 CV RNA Lechner, Walker, J Exp Med 2000 Thimme, Chisari J Exp Med 2001 Boettler, Thimme J Virol 2006 Thimme, Chisari PNAS 2002 T-Zellantwort T-Zellantwort Wochen nach Infektion Thimme, Chisari J Virol 2003 Shoukrey, Walker J Exp Med 2003

7 Fragestellungen Welche Immunzellen sind entscheidend? Wie funktionieren die Immunzellen (+T-Zellen)? Warum versagen die Immunzellen? Welche Antigene sind relevant?

8 Funktion von + T-Zellen IFN CD107a Lohmann, Bartenschlager Science 1999 Wakita, Liang Nature Medicine 2005 Lindenbach, Rice Science Jo, Thimme Gastroenterology : 1 1 : 10 1 : : 1000 Virusreplikation (log10) Luciferase-Assay AST AST (U/L) 1 : E:T ratio

9 Funktion von + T-Zellen zytolytisch IFNγ Antivirale Effizienz nicht-zytolytisch

10 Fragestellungen Welche Immunzellen sind entscheidend? Wie funktionieren die Immunzellen (+T-Zellen)? Warum versagen die Immunzellen (+ T-Zellen)? Welche Antigene sind relevant?

11 Dysfunktion von + T-Zellen IFN Tetramer IFN Data.010 T-Zell Dysfunktion FITC Spangenberg, Thimme epatology 2005

12 Mechanismen des T Zell Versagens: PD-1 Barber / Ahmed Nature 2006

13 PD-1 Expression bei der CV Infektion CV tetramer PD-1 CV Radziewicz/Grakoui J Virology 2007 Golden-Mason / Rosen J Virology 2007

14 PD-1 ist angereichert in der Leber CV BV Radziewicz / Grakoui J Virology 2007 Nakamoto / Chang Gastroenterology 2008 Maier / Chisari J Virology 2007 Fisicaro / Ferrari Gastroenterology 2010

15 Blockade von PD-1 nicht ausreichend Coexpression of PD-1 and CTLA-4 in the liver PD-1 blockade alone is insufficient to reinvigorate CV- specific + T cells in the liver Nakamoto / Chang PLOS Pathogens 2009

16 Dysfunktion von + T-Zellen Inhibition PD1 T-Zell Dysfunktion IFN TNF-α Effektor Moleküle Barber, Ahmed Nature 2006 LCMV Infektion Schweregrad der Virusinfektion T- Zell Dysfunktion Expression inhibitorischer Rezeptoren PD1 2B4 CD160 KLRG1 Blackburn, Wherry Nat Immunology 2009 Thimme, Pircher J Virol 2005

17 Expression inhibitorischer Rezeptoren 50% PD1-2B4 - CD160 - KLRG1 - CD127+ Memory Viraler Escape Keine Antigenerkennung CV+ n: 34 50% PD1 + 2B4 + CD160 + KLRG1 + T-Zell Dysfunktion CD127- Effector Antigenerkennung Bengsch, Thimme J Virol 2007 Bengsch, Seigel, Thimme Plos Pathogens 2010, in press

18 Mechanismen des + T- Zell Versagens T Zell Dysfunktion Expression inhibitorischer Moleküle IFN TNFα CD4+ CD4+ / CD25+ + / FoxP3 fehlende CD4- ilfe Mueller, Thimme, Semmo J epatol 2010 regulatorische CD4+ Zellen Boettler, Thimme J Virol 2005 regulatorische + Zellen Billerbeck, Thimme J Immunol 2007 J Gen Virol 2009

19 + IL17+ T-Zellen und CV CD161 IL 17 IL T cells % Blut Leber IL T cells % IL-17 p= IL-17 Fibrose Blut Leber Billerbeck, Klenerman, Thimme PNAS 2010

20 Fragestellungen Welche Immunzellen sind entscheidend? Wie funktionieren die Immunzellen (+T-Zellen)? Warum versagen die Immunzellen (+ T-Zellen)? Welche Antigene sind relevant?

21 Protektive Rolle von LA-B27 bei epatitis C 80% CV-Infektion B27+ Patienten 20% Viruselimination Viruspersistenz CV-spezifisches LA-B27 Epitop A R M I L M T F Neumann-aefelin, Thimme epatology 2006 Neumann-aefelin, Thimme epatology 2010

22 LA-B27 und epatitis C TCR A R M I L M T F LA 4 T Zell Antwort B27+ IFNγ+/+ % 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 B27-0, Peptidkonzentartion mg / dl

23 LA-B27 und epatitis C TCR A R M I L M T F LA B27+ B27-

24 LA-B27 und IV B27+ B27- IV B27 epitope E I Y K R W I I L G L N K I V R.... K K... M K... M K... M K... M K... M K... I T... I T LA-B27+ Long-term non-/slow-progressors Immunodominantes LA-B27 Epitop Mutationen in LA-B27 Bindungsanker (Position 2): ->rascher Anstieg der Viruslast ->rascher Abfall der CD4+ Zellzahl ->Beginn der IV- Erkrankung Kelleher et al., J Exp Med 2001 Goulder et al., Nature 2001 Feeney et al., J Virol 2004

25 LA-B27 und epatitis C TCR A R M I L M T F LA A R M I L M T F - A T B27+ 5 Luc Neo r EMCV IRES B27 Epitop 3 4B 5A 5B Subgenomic CV 1b Replicon 3 B27- Replikation (4h=100%) Replikationseffizienz h 24h 48h 72h Dazert, Neumann-aefelin, Thimme J Clin Invest 2009

26 LA-B27 und epatitis C Viruselimination 80% CV-Infektion B27+ Patienten 20% Viruspersistenz viraler Escape CV-spezifisches LA-B27 Epitop A R M I L M T F Fitness cost Mehrere Mutationen PROTEKTION Dazert, Neumann-aefelin, Thimme J Clin Invest 2009

27 Zusammenfassung Welche Immunzellen sind entscheidend? + T-Zellen Wie funktionieren die Immunzellen (+T-Zellen)?

28 Zusammenfassung zytolytisch nicht-zytolytisch (IFNγ) + T-Zelle

29 Zusammenfassung Welche Immunzellen sind entscheidend? + T-Zellen Wie funktionieren die Immunzellen (+T-Zellen)? Zytolytisch und nicht-zytolytisch (IFNγ) Warum versagen die Immunzellen (+ T-Zellen)?

30 Zusammenfassung zytolytisch nicht-zytolytisch Inhibitorische Rezeptoren + T-Zelle + T-Zell- Versagen T-Zell Dysfunktion CD4 Treg T17 CD4-Zellen Viral Escape

31 Zusammenfassung Welche Immunzellen sind entscheidend? + T-Zellen Wie funktionieren die Immunzellen (+T-Zellen)? Zytolytisch und nicht-zytolytisch (IFNγ) Warum versagen die Immunzellen (+ T-Zellen)? - Dysfunktion (inhibitorische Rezeptoren, regulatorische T-Zellen) - Viraler escape Welche Antigene sind relevant? - protektive Epitope (fitness cost)

32 Ausblick AKUTE EPATITIS CRONISCE EPATITIS ZIRROSE CC Prophylaktische CV Vakzine Induktion funktioneller Immunantworten Epitope mit hoher fitness cost

33 Prophylactic vaccine Nat Med 2006; 12:

34 Ausblick AKUTE EPATITIS CRONISCE EPATITIS ZIRROSE CC Prophylaktische CV Vakzine Immuntherapie Aufhebung der Dysfunktion

35 Therapeutic vaccine Gastroenterology 2008

36 Zusammenfassung zytolytisch nicht-zytolytisch Inhibitorische Rezeptoren + T-Zelle + T-Zell- Versagen T-Zell Dysfunktion CD4 Treg T17 CD4-Zellen Viral Escape

37 TANKS! U. Aichele B. Bengsch E. Billerbeck S. Graf D. Grimm J. Jo N. Kersting B. Seigel C. Neumann-aefelin M. Neagu M. Kuntz J. Schmidt. C. Spangenberg N. Wischniowski. E. Blum Department of Medicine II University of Freiburg V. Lohmann E. Dazert R. Bartenschlager Department of Molecular Virology University of eidelberg A. Sewell B. Borrows P. Klenerman Nuffield Dep. of Medicine, Oxford T. Allen Partners AIDS Research Center arvard Medical School Boston eisenberg Professur DFG Forschergruppe SFB 620 Research Group Spemann-Graduate School BMBF Wilhelm-Sander Stiftung epnet NI Reagent Programm Juniorprofessorenprogramm Baden-Württemberg

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