Merkel-Zell-Polyomavirus Infektion und Erkennung

Merkel Zelle Polyomavirus (MCPyV) ist eine kleine, doppelsträngige DNA-Virus, das eine seltene, aber aggressiver Hautkrebs, Merkel Cell Carcinoma (MCC)^1,2zugeordnet wurde. Die Sterblichkeit von MCC, rund 33 % übersteigt die der Melanom-^3,–⁴. MCPyV hat eine kreisförmige Genom von ~ 5 kb^1,5 geteilt durch eine nicht-kodierenden regulatorischen Region (NCRR) in frühen und späten Codierung Regionen¹. Die NCRR enthält die viralen Ursprungs der Replikation (Ori) und bidirektionale Promotoren für virale Transkription^6,7. Die frühen Region kodiert Tumor Antigen Proteine genannt großen T (LT), kleine T (sT), 57kT, alternative LT ORF (alt) sowie ein Autoregulatory MiRNA^1,8,9,10. Die späten Region kodiert das Kapsid Proteine VP1 und VP2^11,12,13. LT und sT sind die am besten untersuchten MCPyV Proteine und haben gezeigt, dass die virale DNA-Replikation und MCPyV-induzierten Tumorgenese⁵unterstützen. Klonale Integration der MCPyV DNA in das Wirtsgenom, die in bis zu 80 % der MCCs beobachtet wurde, ist wahrscheinlich ein ursächlicher Faktor für Virus-positiven Tumor Entwicklung^14,15.

Die Inzidenz von MCC hat in den vergangenen zwanzig Jahren¹⁶verdreifacht. Asymptomatische MCPyV Infektion ist auch weit verbreitet in der allgemeinen Bevölkerung^17,18,19. Mit der zunehmenden Zahl von MCC Diagnosen und die hohe Prävalenz von MCPyV Infektion ist für unser Verständnis des Virus und seine onkogenen Potential zu verbessern. Jedoch bleiben viele Aspekte der MCPyV Biologie und onkogenen Mechanismen schlecht verstandene²⁰. Dies ist vor allem, weil MCPyV repliziert schlecht in etablierten Zelle Linien^{11,12,21,22,23} und bis vor kurzem Hautzellen unterstützen MCPyV Infektion nicht entdeckten²²gewesen. Mechanistische Studien vollständig MCPyV und seine Wechselwirkung mit Wirtszellen zu untersuchen haben durch einen Mangel an Zellkultursystem für die Vermehrung des Virus⁵behindert.

Wir entdeckten, dass primäre menschliche dermale Fibroblasten (HDFs) von Neugeborenen menschliche Vorhaut Unterstützung robuste MCPyV Infektion sowohl in-vitro isoliert- und ex-Vivo–²⁴. Aus dieser Studie haben wir die erste Zelle Kultur Infektionsmodell für MCPyV²⁴. Aufbauend auf diesem Modellsystem, haben wir gezeigt, dass die Induktion von Matrix-Metalloproteinase (MMP)-Gene durch den WNT/β-Catenin Signalisierung Weg und andere Wachstumsfaktoren MCPyV Infektion stimuliert. Darüber hinaus fanden wir, dass die FDA-zugelassenen MEK Antagonist Trametinib effektiv MCPyV Infektion^5,25hemmt. Aus diesen Studien haben wir auch eine Reihe von Protokollen für die Isolierung von menschlichen dermalen Fibroblasten^24,25, MCPyV Virionen^11,12, vorbereiten, durchführen von MCPyV Infektion auf menschlichen dermalen Fibroblasten ^{24 , 25} und Erkennung von MCPyV Proteine durch IF Färbung²⁶. Darüber hinaus haben wir die in-situ DNA-Hybridisierung Kettenreaktion (HCR) Technologie²⁷ eine hochempfindliche Fisch-Technik (HCR-DNA Fisch) entwickelt zur Erfassung von MCPyV DNA in infizierten menschlichen Hautzellen angepasst. Diese neuen Methoden werden für das Studium des ansteckenden Zyklus der MCPyV als auch die zelluläre Reaktion auf eine MCPyV Infektion nützlich sein. Das natürliche Reservoir Wirtszellen, die MCPyV Infektion beibehalten und die Zellen, die Anlass zu MCC Tumoren bleiben unbekannt. Die Techniken, die wir in dieser Handschrift beschreiben könnte angewendet werden, um verschiedene Arten von menschlichen Zellen, sowohl die Reservoir-Zellen zu identifizieren und Herkunft der MCC Tumoren zu untersuchen. Unsere etablierten Methoden wie HCR-DNA Fisch, konnte auch in der Erkennung von anderen DNA-Tumorviren und Charakterisierung von Host-Zell-Interaktionen eingesetzt werden.