Virale Analoge von Immunzellen/Virus-Wirt-Interaktionen

Forschungsschwerpunkte

• Virologische Infektionen bei Immunsupprimierten
• Antivirale T-Lymphozyten
• Immunsubversive Gene des Ratten-Cytomegalovirus
• Virale Chemokine und deren Rezeptoren

Projekt

Immunsupprimierte Personen sind durch Virusinfektionen nach Organ- oder Stammzelltransplantation häufig bedroht, da das Immunsystem funktionell beeinträchtigt ist und eine Lymphopenie Virusinfektionen bzw. Reaktivierungen begünstigt. Diese Personen sind neben der frühzeitigen Erkennung einer Infektion besonders auf antivirale Medikamente (Virostatika) angewiesen, die jedoch gelegentlich aufgrund viraler Resistenz nicht wirksam sind und deren Anzahl begrenzt ist. Zur Verbesserung einer frühen Immunrekonstitution nach allogener Stammzelltransplantation sollen Multivirus-spezifische Lymphozyten gegen das Adenovirus, Cytomegalovirus (CMV) und Epstein-Barr Virus charakterisiert werden um zu ermitteln, welcher Subtyp von antiviralen T-Zellen besondere Effektorqualitäten aufweist. Die Identifizierung Virus-spezifischer T-Zell-Rezeptoren (TCR) soll ermöglichen, diese Infektionen besser zu überwachen und Risikopatienten zu erkennen. Die Identifizierung bestimmter TCR in Kombination mit einem Aktivierungsmarker kann eine gezielte Expansion dieser Zellen ermöglichen. Neue diagnostische Methoden der schnellen Erregeridentifizierung sowie die Charakterisierung funktionaler antiviraler Lymphozyten sollen helfen, schwere Verläufe viraler Infektionen zu reduzieren.

Da das CMV im Rahmen einer Transplantation häufig Komplikationen hervorruft, interessiert sich unser Labor für die Auseinandersetzung dieses Virus mit Zellen des Immunsystems, insbesondere für Mechanismen der Immunevasion. Das Ratten-Cytomegalovirus (RCMV) verfügt über ein einzigartiges Repertoire von immunmodulatorischen Genen. Hierzu gehört u.a. ein C-Typ-Lektin-ähnliches Gen, das Analogie zu Rezeptoren auf Natürlichen Killer (NK)-Zellen aufweist und MHC-unabhängig eine NK-Zell-Aktivierung umgeht. Des Weiteren kodiert RCMV das bisher einzig bekannte virale gamma-Chemokin-Analog. Chemokine koordinieren den Verkehr verschiedener Leukozyten, die im Fall einer Infektion ausgeschüttet werden. Dieses virale Chemokin-Analog bindet einen Rezeptor auf kreuzpräsentierenden Dendritischen Zellen und interferiert dadurch möglicherweise mit der Antigen-Kreuzpräsentation. Die funktionelle Charakterisierung dieses viralen Chemokins soll das Verständnis von Antigenprozessierung und Virusabwehr verbessern.

Arbeitsgruppe

Leiter

AG Voigt

Ausgewählte Publikationen

Cross-reactive CD4⁺ T cells enhance SARS-CoV-2 immune responses upon infection and vaccination. Loyal L, Braun J, Henze L, Kruse B, Dingeldey M, Reimer U, Kern F, Schwarz T, Mangold M, Unger C, Dörfler F, Kadler S, Rosowski J, Gürcan K, Uyar-Aydin Z, Frentsch M, Kurth F, Schnatbaum K, Eckey M, Hippenstiel S, Hocke A, Müller MA, Sawitzki B, Miltenyi S, Paul F, Mall MA, Wenschuh H, Voigt S, Drosten C, Lauster R, Lachman N, Sander LE, Corman VM, Röhmel J, Meyer-Arndt L, Thiel A, Giesecke-Thiel C. Science. 2021 Aug 31:eabh1823. doi: 10.1126/science.abh1823. Epub ahead of print. PMID: 34465633.

SARS-CoV-2-reactive T cells in healthy donors and patients with COVID-19.  Braun J, Loyal L, Frentsch M, Wendisch D, Georg P, Kurth F, Hippenstiel S, Dingeldey M, Kruse B, Fauchere F, Baysal E, Mangold M, Henze L, Lauster R, Mall MA, Beyer K, Röhmel J, Voigt S, Schmitz J, Miltenyi S, Demuth I, Müller MA, Hocke A, Witzenrath M, Suttorp N, Kern F, Reimer U, Wenschuh H, Drosten C, Corman VM, Giesecke-Thiel C, Sander LE, Thiel A. Nature. 2020 Nov;587(7833):270-274. doi: 10.1038/s41586-020-2598-9. Epub 2020 Jul 29. PMID: 32726801

Rat cytomegalovirus-encoded γ-chemokine vXCL1 is a highly adapted, species-specific agonist for rat XCR1-positive dendritic cells. Bauer A, Madela J, Berg C, Daugvilaite V, Gurka S, Mages HW, Kroczek RA, Rosenkilde MM, Voigt S. J Cell Sci. 2019 Nov 18;133(5):jcs236190. doi: 10.1242/jcs.236190. PMID: 31649144

Respiratory Virus Infections in Hematopoietic Cell Transplant Recipients. Pochon C, Voigt S. Front Microbiol. 2019 Jan 9;9:3294. doi: 10.3389/fmicb.2018.03294. eCollection 2018. PMID: 30687278

In vitro comparison of currently available and investigational antiviral agents against pathogenic human double-stranded DNA viruses: A systematic literature review. Chemaly RF, Hill JA, Voigt S, Peggs KS. Antiviral Res. 2019 Mar;163:50-58. doi: 10.1016/j.antiviral.2019.01.008. Epub 2019 Jan 21. PMID: 30677427

Structure-Function Relationship of XCL1 Used for in vivo Targeting of Antigen Into XCR1⁺ Dendritic Cells. Kroczek AL, Hartung E, Gurka S, Becker M, Reeg N, Mages HW, Voigt S, Freund C, Kroczek RA. Front Immunol. 2018 Dec 13;9:2806. doi: 10.3389/fimmu.2018.02806. eCollection 2018. PMID: 30619244

Incidence of Adenovirus Infection in Hematopoietic Stem Cell Transplantation Recipients: Findings from the AdVance Study. Sedláček P, Petterson T, Robin M, Sivaprakasam P, Vainorius E, Brundage T, Chandak A, Mozaffari E, Nichols G, Voigt S. Biol Blood Marrow Transplant. 2019 Apr;25(4):810-818. doi: 10.1016/j.bbmt.2018.12.753. Epub 2018 Dec 20. PMID: 30578939

Life-threatening systemic rotavirus infection after vaccination in severe combined immunodeficiency (SCID). Rosenfeld L, Mas Marques A, Niendorf S, Hofmann J, Gratopp A, Kühl JS, Schulte JH, von Bernuth H, Voigt S. Pediatr Allergy Immunol. 2017 Dec;28(8):841-843. doi: 10.1111/pai.12771. Epub 2017 Oct 9. PMID: 28815852

Targeting the latent cytomegalovirus reservoir with an antiviral fusion toxin protein. Krishna BA, Spiess K, Poole EL, Lau B, Voigt S, Kledal TN, Rosenkilde MM, Sinclair JH. Nat Commun. 2017 Feb 2;8:14321. doi: 10.1038/ncomms14321. PMID: 28148951

Brincidofovir clearance of acyclovir-resistant herpes simplex virus-1 and adenovirus infection after stem cell transplantation. Voigt S, Hofmann J, Edelmann A, Sauerbrei A, Kühl JS. Transpl Infect Dis. 2016 Oct;18(5):791-794. doi: 10.1111/tid.12582. Epub 2016 Sep 16. PMID: 27482652

Cytomegalovirus expresses the chemokine homologue vXCL1 capable of attracting XCR1+ CD4- dendritic cells. Geyer H, Hartung E, Mages HW, Weise C, Belužić R, Vugrek O, Jonjic S, Kroczek RA, Voigt S. J Virol. 2014 Jan;88(1):292-302. doi: 10.1128/JVI.02330-13. Epub 2013 Oct 23. PMID: 24155383