Hepatitis C virus infection of human hepatocyte organoids

Abstract

Chronic HCV infection is one of leading causes of chronic liver disease globally and results in hundreds of thousands of deaths each year. Despite the introduction of efficient antiviral drugs a decade ago, global morbidity and mortality caused by HCV will remain high for the foreseeable future. Cell culture models, based on cell lines or primary cells, are the mainstay of HCV research. Hepatocyte organoids are a novel cell culture technique that allows to grow hepatocytes in a three-dimensional system for extended periods of time in vitro. The major aim of this thesis was to test, whether hepatocyte organoids could provide a suitable in vitro model of HCV infection. During this study, hepatocyte organoids were generated from healthy adult liver tissue and kept in culture for multiple weeks. The hepatocyte organoids were not susceptible to HCV infection in vitro. Key proteins that are necessary for viral entry into host cells were expressed at markedly lower levels in hepatocyte organoids than in a cell line susceptible to HCV infection. This study highlights key obstacles of working with hepatocyte organoids, with variances in organoid phenotype and the growth of ductal-like organoids within the hepatocyte organoid cultures.

Eine chronische HCV-Infektion ist eine der häufigsten Ursache für chronische Lebererkrankungen weltweit und führt zu hunderttausenden Todesfällen jährlich. Trotz der Verfügbarkeit effektiver antiviraler Therapien seit etwa 10 Jahren, wird die von HCV verursachte Morbidität und Mortalität in der nahen Zukunft weiter hoch bleiben. Zellkulturmodelle, basierend auf Zelllinien oder humanen Primärzellen, sind ein Eckpfeiler der HCV-Forschung. Hepatozyten Organoide sind eine neue Zellkultur Methodik, welche es erlaubt, Hepatozyten für längere Zeiträume in einer dreidimensionalen Kultur in vitro zu kultivieren. Das Ziel dieser Arbeit war es zu testen, ob Hepatozyten Organoide ein mögliches in vitro Modell für HCV-Infektion darstellen. In dieser Studie wurden Hepatozyten Organoide generiert und über mehrere Wochen in Kultur gehalten. Die Hepatozyten Organoide waren nicht empfänglich für eine Infektion mit HCV in vitro. Proteine, welche essenziell für den Eintritt von HCV in Zellen sind waren auf den Organoiden deutlich weniger exprimiert als auf einer Zelllinie, die empfänglich für HCV ist. Diese Arbeit hebt wichtige Hürden der Arbeit mit Hepatozyten Organoiden hervor, mit Varianzen im Phänotyp der Organoide sowie dem Wachstum von Organoiden mit einem biliären Phänotyp innerhalb der Kulturen.