Labormethoden zum Nachweis von Virusinfektionen

Bereits um 1880 standen Methoden zum Nachweis von bakteriellen Infektionen zur Verfugung: Nach Anfarbung waren die Erreger aufgrund ihrer Grose im Lichtmikroskop zu erkennen und konnten in Nahrmedien gezuchtet werden. Viren entzogen sich dieser Vorgehensweise, da sie deutlich kleiner sind und sich als obligate Zellparasiten in Nahrmedien nicht vermehren konnen. Zwar konnte man zur Jahrhundertwende bereits einige Virusinfektionen mit bestimmten Zellveranderungen und Ablagerungen im infizierten Gewebe in Verbindung bringen. Ein Beispiel sind die negrischen Einschlusskorperchen in Nervenzellen bei der Tollwuterkrankung. Eine spezifische Diagnostik war jedoch erst durch die Entwicklung der Meth…

Viren mit einzelsträngigem RNA-Genom und doppelsträngiger DNA als Zwischenprodukt

Retroviren wurden vor etwa 100 Jahren zum ersten Mal beschrieben: Nachdem Vilhelm Ellermann und Oluf Bang bereits 1908 die Mauseleukamie durch Ultrafiltrate ubertragen hatten, entdeckte Peyton Rous 1911, dass er mit ultrafiltrierten Extrakten aus Geflugelsarkomen diese Tumorerkrankung auf gesunde Huhner ubertragen konnte. Er erhielt hierfur 1966 den Nobelpreis, und das in den Extrakten enthaltene Retrovirus wurde nach ihm Rous-Sarkomvirus genannt. Einen weiteren Hinweis auf die Verursachung von Tumorerkrankungen durch Retroviren erhielt John J. Bittner 1936 bei seinen Untersuchungen zur Entstehung von malignen Milchdrusenerkrankungen der Maus: Er beschrieb das MMTV (Maus-Mammatumor-Virus) a…

Transformation und Tumorbildung

Schon fruh erkannte man, dass Viren bei Tieren Tumorerkrankungen hervorrufen konnen. Bereits 1911 beschrieb Peyton Rous, dass Viren bei Geflugel Sarkome verursachen. Das verantwortliche tumorauslosende Virus wurde spater nach ihm Rous-Sarkomvirus benannt. In den folgenden Jahrzehnten entdeckte man eine Vielzahl von Viren, die bei Geflugel und Nagetieren unterschiedliche Krebserkrankungen wie Lymphome, Sarkome und Karzinome auslosen konnen. Viele von ihnen gehoren zur Familie der Retroviridae und wurden den Gattungen der α-, β- und γ-Retroviren zugeordnet. Die Mehrzahl dieser Erreger wurde aus Inzuchtstammen der jeweiligen Tierarten oder aus Zellkulturen isoliert; unter naturlichen Bedingung…

Viren mit einzelsträngigem RNA-Genom in Plusstrangorientierung

Heute sind acht Virusfamilien bekannt, deren Vertreter eine einzelstrangige RNA in Plusstrangorientierung besitzen: Die Picornaviridae, Caliciviridae, Astroviridae und Hepeviren verfugen uber Capside, die keine Hullmembran aufweisen, wohingegen die Flaviviridae, Togaviridae, Arteriviridae und Coronaviridae durch membranumhullte Partikel gekennzeichnet sind. Allen gemeinsam ist, dass sie ihre Genome als mRNA verwenden und davon ein oder mehrere Polyproteine synthetisieren, die im weiteren Verlauf durch virale oder auch zellulare Proteasen in Einzelkomponenten gespalten werden. Die Viren verfugen uber eine RNA-abhangige RNA-Polymerase, welche die Plusstrang-RNA sowie die als Zwischenprodukte …

Human parvovirus B19 infection and antiphospholipid antibodies

Erythema infectiosum is the main manifestation of human parvovirus B19 infections. Further B19-related diseases commonly associated with the acute infection are flue-like symptoms, transient aplastic crisis, transient arthralgias, leukopenia and thrombocytopenia, spontaneous abortion and hydrops fetalis in pregnant women. Hepatitis, myocarditis, meningitis, encephalitis as well as pure red cell anemia may occur occasionally. In addition parvovirus B19 infections have been frequently described as cause or trigger of various forms of autoimmune diseases affecting all blood cell lines, joints, connective tissue, uvea, large and small vessels. Molecular mimicry may be one major contribution to …

Viren mit doppelsträngigem, segmentierten RNA-Genom

Reoviridae und Birnaviridae verfugen uber ein segmentiertes, doppelstrangiges RNA-Genom. Ahnliche molekulare Eigenschaften findet man bei Pflanzenviren, wie beispielsweise den Partitiviren. Das Genom der Birnaviren, von denen es keine humanpathogenen Vertreter gibt, verfugt uber zwei Genomsegmente. Bei den Reo-viren findet man dagegen ein aus neun bis zwolf RNA-Segmenten bestehendes Genom. Sie sind weltweit verbreitet und verursachen in Menschen und Tieren zum Teil schwere Erkrankungen

Die Evolution der Viren

Viren sind aufgrund ihrer kurzen Generationszeit, der grosen Zahl von Nachkommen, die sie im Infektionsverlauf produzieren, und nicht zuletzt aufgrund ihrer einfachen Struktur ideale Objekte zum Studium von Evolutionsprozessen. Viren mussen sich standig den Bedingungen ihres Wirtes oder ihrer Wirtspopulationen anpassen, sodass Mechanismen der Selektion experimentellen Ansatzen zuganglich sind. Dabei spielen unterschiedliche Kriterien, wie die antigene Diversitat, das Ausmas der Virusausscheidung, der Grad der Virulenz und viele andere Faktoren eine wichtige Rolle. Die vollstandige Adaptation eines Virus an seinen Wirt, welche in eine moglichst geringe Virulenz des Infektionserregers mundet,…

Virusvermehrung und Replikation

Als obligate Zellschmarotzer haben Viren keinen eigenen Stoffwechsel. Sie mussen daher fur ihre Vermehrung Zellen infizieren. Die Viruspartikel mussen in der Lage sein, bestimmte Rezeptormolekule auf der Cytoplasmamembran der Wirtszelle zu erkennen und sich an diese anzuheften. Diesen Prozess bezeichnet man als Adsorption. Bei den umhullten Viren wird diese Wechselwirkung durch Proteine vermittelt, welche in die Membranhulle der Virionen eingelagert sind. Das ist unter anderem bei Retro-, Influenza- und Herpesviren der Fall. Die Bindung der viralen Membranproteine an zellulare Oberflachenstrukturen ist zum Teil sehr spezifisch; dies gilt beispielsweise fur die Interaktion zwischen dem Oberf…

Viren mit einzelsträngigem, kontinuierlichem RNA-Genom in Negativstrangorientierung

Die Viren, die ein einzelstrangiges, durchgangiges RNA-Genom in Negativstrangorientierung haben, fasst man in der Ordnung der Mononegavirales zusammen. Zu ihnen zahlen die Familien Rhabdoviridae, Bornaviridae, Paramyxoviridae und Filoviridae.

Are antiphospholipid antibodies an essential requirement for an effective immune response to infections?

Antiphospholipid antibodies show a close association to a variety of infections. Recent data implicate that parvovirus B19 may be used as a model-system for studying the interaction of viral infection and the development of these autoantibodies. B19-related diseases commonly associated with the acute infection show flu-like symptoms, transient arthralgias, leukopenia and thrombocytopenia, and, in pregnant women, spontaneous abortion and hydrops fetalis. Hepatitis, myocarditis, meningitis, encephalitis, as well as pure red cell anemia may occur occasionally. In addition, parvovirus B19 infections have been frequently described as the cause or trigger of various forms of autoimmune diseases a…

Children with rheumatic oligoarthritis and polyarthritis frequently establish persistent parvovirus B19 infections that may be associated with the production of antiphospholipid antibodies (anti-PL IgG). In this study we analysed the influence of high-dose intravenous immunoglobulin (IVIG) therapy on virus load, on the level of anti-PL IgG and its potential capacity to improve the patients' clinical status. Four juvenile patients with long-lasting polyarticular rheumatic diseases and persistent parvovirus B19 infection, associated in three cases with the presence of antibodies against β2-glycoprotein I (anti-β2GPI IgG), were treated with two cycles of IVIG on five successive days (0.4 g/kg …

Cytokine, Chemokine und Interferone

M. Hoskins sowie George M. Findlay und F. O. MacCallum entdeckten 1935 das Phanomen der Interferenz: Versuchstiere, die mit avirulenten Gelbfieberviren inokuliert wurden, erwiesen sich in den folgenden 24 Stunden vor Infektionen mit dem Wildtypvirus geschutzt. Die Ursache der Interferenz blieb lange Zeit unklar, bis 1957 Alick Isaacs und Jean Lindenmann in infizierten, bebruteten Huhnereiern die Substanz Interferon nachweisen konnten. Anfangs nahm man an, dass der durch Interferon vermittelte Abwehrmechanismus gegen „Fremdnucleinsauren“ gerichtet sei, da sich Interferon durch die doppelstrangige RNA der Reoviren effektiv induzieren lies. Seine Wirkungsweise war jedoch nicht sehr selektiv. E…

T helper cell-mediated interferon-gamma expression after human parvovirus B19 infection: persisting VP2-specific and transient VP1u-specific activity.

SummaryHuman parvovirus B19 is a small non-enveloped DNA virus with an icosahedral capsid consisting of proteins of only two species, the major protein VP2 and the minor protein VP1. VP2 is contained within VP1, which has an additional unique portion (VP1u) of 227 amino acids. We determined the ability of eukaryotically expressed parvovirus B19 virus-like particles consisting of VP1 and VP2 in the ratio recommended for vaccine use, or of VP2 alone, to stimulate, in an HLA class II restricted manner, peripheral blood mononuclear cells (PBMC) to proliferate and to secrete interferon gamma (IFN-γ) and interleukin (IL)-10 cytokines among recently and remotely B19 infected subjects. PBMC reactiv…

Viren mit doppelsträngigem DNA-Genom

Es sind viele Viren mit einem doppelstrangigen DNAGenom bekannt, die Saugetiere infizieren. Sie werden in sieben Virusfamilien eingeteilt: Hepadnaviridae, Polyomaviridae, Papillomaviridae, Adenoviridae, Herpesviridae, Poxviridae und Asfarviridae. Mit Ausnahme der Pox- und Asfarviridae hat man in allen Familien Vertreter gefunden, die in Menschen oder Tieren persistierende Infektionen herbeifuhren konnen. Hepadna-, Polyoma-,Papilloma- und Herpesviren stehen in enger kausaler Beziehung zu Tumorerkrankungen des Menschen. Dies legt nahe, dass Doppelstrang-DNA-Viren uber vielerlei Moglichkeiten verfugen, die Ablaufe der Zellteilung zu regulieren und zu beeinflussen. Die Hepadnaviren, die zu Begi…

Generation of multifunctional murine monoclonal antibodies specifically directed to the VP1unique region protein of human parvovirus B19.

Little is known about the VP1unique region (VP1u), a part of one major capsid protein of human parvovirus B19 (B19), concerning its involvement in viral replication and infection cycle. Showing a phospholipase A2 (PLA2)-like activity, which is discussed to be necessary for viral release from host cell, its precise function remains unclear. The purpose of this study was to generate multifunctional monoclonal antibodies (mabs) for different applications that may be useful in investigating VP1u's relevance. To establish antiVP1u antibodies, spleen cells from Balb/c mice immunized with purified recombinant viral protein were used for generating antibody-producing hybridoma cell lines. Usability…

Viren: Definition, Aufbau, Einteilung

Viren sind infektiose Einheiten mit Durchmessern von etwa 16 nm (Circoviren) bis uber 300 nm (Pockenviren; ▸Tabelle 2.1). Ihre geringe Grose macht sie ultrafiltrierbar, das heist, sie werden durch bakteriendichte Filter nicht zuruckgehalten. Viren haben sich wahrend der Evolution in Millionen von Jahren entwickelt und an bestimmte Organismen beziehungsweise deren Zellen angepasst. Die infektiosen Viruspartikel oder Virionen bestehen aus Proteinen und sind bei einigen Virustypen von einer Lipidmembran umgeben, die man oft als Hulle oder Envelope bezeichnet; die Partikel enthalten jeweils nur eine Art von Nucleinsaure, namlich entweder DNA oder RNA. Viren vermehren sich nicht durch Teilung wi…

Viren mit einzelsträngigem DNA-Genom

Bisher sind unter den human- und tierpathogenen Viren nur wenige bekannt, deren Genom als einzelstrangige DNA vorliegt: die Parvoviridae verfugen uber eine lineare, die Circoviridae und die erst kurzlich geschaffene Familie der Anelloviridae uber eine zirkular vorliegende Einzelstrang-DNA. Eine zirkulare, einzelstrangige DNA zeichnet auch die Geminiviridae aus, sie infizieren jedoch ausschlieslich Pflanzen. Circoviren sind virale Pathogene in Pflanzen und verschiedenen Tieren (Affen, Schweinen und Geflugel). 1997 konnte man erstmals ein zirkulares, einzelstrangiges DNA-Virus, das TT-Virus, aus dem Menschen isolieren. Es wird heute zu den Anelloviren gruppiert und persistiert ahnlich wie das…

Frequency of CD8+ T Lymphocytes Specific for Lytic and Latent Antigens of Epstein–Barr Virus in Healthy Virus Carriers

Abstract We investigated CD8 + T cell frequencies of five different Epstein–Barr virus-specific cytotoxic T lymphocyte epitopes located within proteins of the replicative cycle and the latent state in healthy long-term virus carriers with IFN-γ enzyme-linked immunospot assay. Frequencies of the HLA-A3-restricted epitope RVRAYTYSK (RVR) whose minimal length was mapped in this study to amino acid position 148–156 of the immediate-early protein BRLF1 were compared with those of a further known HLA-A3-restricted epitope within EBNA3A, RLRAEAQVK (RLR). Determination of frequencies of CD8 + T lymphocytes directed against lytic antigen epitope RVR revealed that only one of eight donors recognized …

Viren mit einzelsträngigem, segmentierten RNA-Genom in Negativstrangorientierung

Bis heute sind drei Virusfamilien bekannt, deren Vertreter ein RNA-Genom mit negativer Orientierung besitzen, das in den infektiosen Viruspartikeln nicht als ein kontinuierliches Molekul, sondern in mehreren Segmenten vorliegt. Es handelt sich um die Arenaviridae, die Bunyaviridae und die Orthomyxoviridae. Ahnlich wie die Mononegavirales (▸ Kapitel 15) benotigen auch sie fur die Synthese der mRNA und fur die Replikation ein spezielles Enzym, das zusammen mit weiteren Virus-komponenten bei der Infektion in die Zelle gelangt: die RNA-abhangige RNA-Polymerase. Ein in Segmenten vorliegendes Genom ermoglicht den Viren die Bildung von Reassortanten. Hier werden die RNA-Molekule bei Doppelinfektio…