Siemer, Dörte:

Die Rolle des Epstein-Barr Virus in der Lymphompathogenese

Duisburg, Essen (2009), 125 Bl.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie
Küppers, Ralf (Doktorvater, Betreuerin)
Horsthemke, Bernhard (GutachterIn)
Dissertation
Abstract:
Einige Fälle des klassischen Hodgkin Lymphoms (HL) und der Post-Transplantations-Lymphome (PTLD) stamen von B-Zell-Rezeptor (BCR)-verkrüppelten Keimzentrums (GC)-B-Zellen ab. Interessanterweise sind alle diese Fälle Epstein-Barr Virus (EBV)-positiv, so dass die Infektion mit EBV eine tragende Rolle bei der Entstehung dieser Lymphome zu spielen scheint. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass die Infektion mit EBV tatsächlich humane durch die somatische Hypermutation (SHM) BCR-verkrüppelte GC-B-Zellen vor der Apoptose retten und in langlebige lymphoblastoide Zelllinien (LCLs) transformieren kann. Dieser in vitro Befund verdeutlicht die essentielle Funktion des Virus in vivo bei der Transformation BCR-verkrüppelter HL- und PTLD-Vorläuferzellen.
Die phänotypische Analyse der hier etablierten monoklonalen BCR+, BCR- und BCR-verkrüppelten GC-LCLs und BCR+ LCLs von naiven B-Zellen (N-LCLs) auf B-Zell- und HL-typische Marker hat gezeigt, dass EBV in der Lage ist, wesentliche Profile von B-Zell-Differenzierungsstadien unabhängig vom BCR-Status zu überschreiben. Hierbei werden für die Zell-Differenzierung essentielle Transkriptionsfaktoren wie der GC-B-Zellmarker BCL-6 und der T-Zellmarker GATA3 von EBV dereguliert und es findet eine für das HL-charakteristische teilweise Herabregulation von B-Zellmarkern, wie z.B. EBF, PU.1, SYK und CD79b, statt. Die für das HL-typische aberrante Ausprägung von GATA3 und die Herabregulation der B-Zellsignatur in den GC-LCLs sowie die Übereinstimmung der Latenz III-Ausprägung der GC-LCLs mit PTLD-Tumorzellen demonstriert die Funktion der Zelllinien als wichtige In-Vitro-Modelle der frühen HL- und PTLD-Entstehung. Zudem wurde hier erstmals in einer grossen Anzahl monoklonaler GC-LCLs gezeigt, dass die EBV-Infektion meistens zu einer Stilllegung der SHM der GC-B-Zellen führt. EBV spielt, in Latenz III-exprimierenden Zellen, somit keine Rolle bei der Induktion der SHM und dem damit verbundenen Verlust der genomischen Integrität von Lymphom-Vorläuferzellen. Die Hauptrolle von EBV bei der Entstehung von HL und PTLD liegt stattdessen in der direkten Aktivierung einer Vielzahl von Signalwegen sowie in der phänotypischen Reprogrammierung der infizierten B-Zellen.
In dieser Arbeit wurde zudem eine Methode zur Aufreinigung und direkten Analyse einzelner EBV+ B-Zellen aus dem PB gesunder Virus-Träger etabliert. Diese Methode dient der Aufklärung der viralen Verbreitungsstrategien und der Persistenz-Entwicklung im gesunden Menschen. Vorläufige Ergebnisse latent EBV-infizierter B-Zellen von gesunden Blutspendern deuten darauf hin, dass die Etablierung der EBV-Persistenz auch GC-unabhängig erfolgen kann. EBV-infizierte GC-B-Zellen stellen somit nicht unbedingt ein natürliches Stadium auf dem Weg zur viralen Persistenz dar.

Some cases of classical Hodgkin’s lymphoma (HL) and post transplant lymphoma (PTLD) originate from B cell receptor (BCR)-crippled germinal center (GC) B cells. Interestingly, all of these cases are Epstein-Barr virus (EBV)-positive, so that infection with EBV seems to play a crucial role in the pathogenesis of these lymphomas. The results presented in this work show that indeed EBV infection rescues BCR-crippled GC B cells from apoptosis and transforms them into lymphoblastoid cell lines (LCLs). This in vitro finding strongly points to an essential role of EBV in vivo in the transformation of BCR-crippled HL and PTLD precursor cells.
Phenotypical analysis of newly established monoclonal BCR+, BCR- und BCR-crippled GC-LCLs and BCR+ LCLs from naïve B cells (N-LCLs) for expression of B cell- and HL-specific markers show that EBV overwrites fundamental profiles of B cell differentiation stages, e.g. down-regulation of the GC-specific transcription factor BCL-6. In addition, EBV leads to a partial down-regulation of other B cell markers like EBF, Pu.1, SYK and Igb, that is typical for HL. The aberrant activation of the T cell-specific transcription factor GATA-3 and the down-regulation of the B cell signature in GC-LCLs, and the correlation of GC-LCLs and PTLD cases in latency III expression demonstrate that GC-LCLs serve as important in vitro models for the early HL and PTLD pathogenesis. Furthermore, analysis of ongoing somatic hypermutation (SHM) in a set of monoclonal GC-LCLs showed that EBV infection mainly leads to a stop of the SHM process. Therefore, EBV likely plays no role in induction of SHM and the concomitant loss of genomic integrity of lymphoma precursor cells. Instead the major role of EBV in HL and PTLD pathogenesis is likely based on its direct ability to activate multiple signalling pathways and to contribute to a phenotypic reprogramming of infected B cells.
The establishment of a method to purify and analyze single EBV-infected B cells from the peripheral blood of healthy virus carriers in this work helps to clarify EBV spread and establishment of persistency in healthy people. Preliminary results of these rare latently EBV-infected B cells from healthy blood donors indicate that establishment of EBV persistency can also occur GC-independently. Therefore, EBV-infected GC B cells do not necessarily present a natural stage in the development of EBV persistency.

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