Untersuchungen antiviraler Antikörper gegen konformationelle Epitope von JCPyV-VP1 und LargeT-Antigen mittels eines Microarray-Assay

Abstract

Die progressive multifokale Leukenzephalopathie (PML) wurde erstmals als Entmarkungserkrankung im Jahr 1958 als Komplikation chronisch lymphatischer Leukämie, Tuberkulose und der Hodgkin’schen Erkrankung beschrieben. 1971 wurde das Virus aus dem Gehirn eines Patienten isoliert und nach diesem als John-Cunningham-(Polyoma-)Virus (JCPyV) bezeichnet. Nach Einführung von Natalizumab (NAT, Tysabri®) zur Behandlung der schubförmig remittierenden Multiplen Sklerose (RRMS) wurde 2005 deutlich, dass der JCV-Antikörperstatus, eine vorbestehende Immusuppresion und die Zahl der verabreichten NAT-Infusionen mit dem Erkrankungsrisiko der PML zusammenhängt. Klinisch fanden sich am häufigsten kognitive Ausfälle, Verhaltensänderungen, epileptische Anfälle sowie motorische und sensible Störungen. Zur Identifikation von Peptiden bzw. von Mustern der Immunantwort auf JCPyV bei MS-Patienten wurden mithilfe eines Microarray-Assays paarweise die Antikörpertiter der experimentellen Gruppe (EG, PML unter NAT-Therapie) mit vier Kontrollgruppen (CG) – JCV-seropositiv bzw. -seronegativ, Behandlung mit NAT oder anderer Immusuppresion – untersucht. Es wurden 94 konformationelle Peptide aus dem VP1 bzw. LT-Ag des JCPyV und vier Kontrollpeptide (EBNA-1, MBP1 und 2 sowie MOG) eingesetzt. Es ließen sich sieben Peptide aus dem VP1 identifizieren, die signifikant häufiger und mit höheren Antikörpertitern bei PML-Patienten gefunden werden. Damit wird es möglich konformationelle Epitope für eine prophylaktische Impfung gegen JCPyV zu evaluieren. Es eröffnet Wege monoklonale Antikörper oder kleine Moleküle zur Untersuchung der Scharnierfunktion, des Viruszusammenbaus und der Vermehrung zu analysieren. Bisher besteht die einzig erfolgreiche Therapie in der erfolgreichen Therapie der Grunderkrankung. Weiterführende Untersuchungen an einem größeren Patientenkollektiv sind erforderlich, um diese Hypothese zu falsifizieren oder zu bestätigen.

Progressive multifocal leukoencephalophathy (PML) was first described as a demyelinating disease in 1958 as a complication of chronic lymphocytic leukemia, tuberculosis and Hodgkin’s disease. In 1971 a polyomavirus was isolated from the brain of the patient John Cunningham. It was serologically identified as closely related to Simian-Vacuolating-Virus 40 (SV-40) and named John-Cunningham-(Polyoma-)Virus (JCPyV). The risk of MS-patients to develop PML while taking Natalizumab (NAT, Tysabri®) was first identified in 2005. In the following years factors such as the JCV-antibodystatus, previous immunosuppressive therapy and number of infusions received were identified as risk factors. The most common symptoms are cognitive deficits, behavioral, sensory and motor disturbances and seizures. The aim of this design is to identify a pattern of immune responses against epitopes that will allow early detection of patients who either have or are developing PML. Therefore a microarray assay was developed to analyze the reactivity of sera from four control groups (CG) and a group of NAT-PML patients (EG). Sera from EG were each compared in pairs with JCV-seropositive or JCV-seronegative patients treated either with NAT or with other immunosuppressive treatment. All samples were analyzed by endpoint dilution with conformational peptides. 94 viral peptides were derived from VP1- or the LT-Ag-gene of JCPyV and 4 control peptides (EBNA-1, MBP1 and 2 and also MOG). Seven peptides from VP1, one from LT-Ag and two controls were identified with a statistically significant higher frequency and higher antibody titers in PML patients. It could pave the way to prophylactic vaccination or development of specific monoclonal antibodies or small molecules to analyze the the role and function of the hinge in virus assembly and replication. This is highly relevant because to date, apart from successful treatment of the underlying disease, there is no effective, approved therapy for PML. Further studies are needed in a larger patient population to explore this hypothesis.