Ausschalten der Typ I Interferonantwort führt zu verminderter Induktion von Autophagie in HBs transgenen Mäusen

Einleitung:

Weltweit haben laut WHO etwa 2 Milliarden Menschen eine HBV-Infektion durchlaufen und ca. 3% der Weltbevölkerung (ca. 240 Millionen) sind chronisch mit HBV infiziert. Da chronisch Infizierte nur in wenigen Fällen heilbar sind, werden neue Therapiestrategien angestrebt.

Autophagie ist für das Überleben in Nährstoffmangelsituationen, für die Instandhaltung der Zellmaschinerie und den Abbau von defekten Proteinen und Zellbestandteilen wichtig. Autophagie ist auch Teil der zellulären Infektionsabwehr und dementsprechend Ziel der Überlebensstrategie diverser Viren wie HBV. Die HBV Oberflächenproteine HBs und HBx können Autophagie modulieren. Das Ziel unserer Studie ist die Charakterisierung des Interferon-Signalings (IRF 3 und 7) bei Autophagie in HBs transgenen Mäusen.

Methoden:

Untersucht wurden HBs-transgene IRF3/7 knockout Mäuse auf BALB/c Hintergrund. Die Leber von 8 und 12 Wochen alten männlichen Mäusen wurde mittels Westernblot, Immunfluoreszenz, Immunhistochemie und RT-PCR untersucht. Marker der Autophagie (p62, LC3 und Ubiquitin), Marker des ER Stresses (ATF3, CHOP) und durch Interferon induzierte Gene (Oas1a, ISG-15 und Ifit1) sowie die intrahepatische Fett- und Glykogenakkumulation wurden untersucht.

Ergebnisse:

Im Westernblot zeigte sich eine Akkumulation von p62 und LC3-II in HBs transgenen Mäusen. Auf mRNA Ebene gab es keine signifikanten Unterschiede in der Expression von p62 und LC3. Damit ist eine Regulation von p62 und LC3-II auf Proteinebene wahrscheinlich, was für eine späte Hemmung der Autophagie spricht. Gleichzeitig akkumulieren die IRF3/7 KO Mäuse weniger LC3-II bei gleicher Menge p62, was für eine Induktion der Autophagie durch die Interferonantwort spricht.

In HBs transgenen und auch IRF3/7KO HBs-Mäusen ist eine gesteigerte mRNA Expression für CHOP und ATF3 vorhanden, was für erhöhten ER-Stress spricht. Des Weiteren lag nur in HBs transgenen Mäusen eine Aktivierung von Ifit-1, Oas1a und ISG-15 vor und somit eine Aktivierung des Interferonresponse.

In der Histologie zeigte sich in HBs transgenen Mäusen eine Akkumulation von Ubiquitin, Fett und Glykogen. Wir beobachteten eine Kolokalisation von Aggregaten mit Ubiquitin, HBs, p62, PLIN2 einem Oberflächenprotein von Lipidansammlungen.

Schlussfolgerung:

In HBs-transgenen IRF3/7 knockout Mäusen sehen wir eine Kombination aus Inhibition und Induktion der Autophagie. Durch den Knockout der Interferonresponse kommt es zu einer verminderten Aktivierung der Autophagie ohne Änderung der Abbaumenge (Flux).

Die Aggregatbildung und Fettakkumulation in HBs-transgenen Mäusen deuten ebenfalls auf eine Inhibierung der Autophagie hin und können darüber hinaus Ursache für ER Stress und Interferonantwort sein, welche beide wiederum Autophagie modulieren können.

Unsere Erkenntnisse zur Regulation von Zellstress und Autophagie durch Typ-I-Interferon-Signalling könnten die Grundlage für die Entwicklung neuer diagnostischer oder therapeutischer Ansätze sein.