Molekulare Charakterisierung von Influenzaviren

Projektleitung: Marianne Wedde

Eine umfassende Charakterisierung der Influenzaviren erfordert auch eine molekularbiologische Analyse. Die Evolution der Influenzaviren wird vor allem durch Sequenzanalyse der Gene, die für die beiden Oberflächenproteine Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA) kodieren, studiert. Phylogenetische Analysen geben Auskunft über die Abstammung der zirkulierenden Influenzaviren und tragen wesentlich dazu bei, das Auftreten und die Verbreitung von neuen Varianten schon sehr frühzeitig zu erkennen und zu verfolgen. Von besonderem Interesse sind neu auftretende Driftvarianten mit Aminosäuresubstitutionen in den Antigendomänen, die zu veränderten antigenen Eigenschaften im Vergleich zum Impfstamm führen können. Analysen der in Deutschland zirkulierenden Viren haben gezeigt, dass viele Saisons durch die Ko-Zirkulation von Influenzaviren eines Typs oder Subtyps charakterisiert waren, die zwei oder drei verschiedenen Gruppen zuzuordnen und durch jeweils spezifische Aminosäuresubstitutionen gekennzeichnet waren. In der Regel stellt eine dieser Gruppen die Vorläuferviren dar, aus denen sich die Viren entwickeln, die in der nächsten Saison dominieren. Für die Analyse von Varianten, die veränderte pathogene Eigenschaften aufweisen, werden neben HA und NA auch die für interne Proteine kodierenden Gene phylogenetisch untersucht und über Sequenzabgleiche auf bekannte oder auch neue spezifische Substitutionen überprüft.

Für die Sequenzierung der HA- und NA-Gene wird die klassische Sequenzierung nach Sanger verwendet. Einzelne Punktmutationen werden durch das schnellere Analyseverfahren der Pyrosequenzierung (PSQ) detektiert. Die PSQ-Technik ermöglicht es, im Hochdurchsatz schnell Information über ko-zirkulierende Influenzavarianten mit ggf. veränderten antigenen oder pathogenen Eigenschaften über spezifische Substitutionen zu identifizieren. Für den Variantennachweis werden die PSQ-Assays regelmäßig überprüft und ggf. angepasst. Diese Methode ist auch sehr gut geeignet, um eine Quasispezies nachzuweisen, wie wir z.B. für den Virulenz-assoziierten Polymorphismus an Position 222 des HA von A(H1N1)pdm09-Viren zeigen konnten.

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