Genchips und Superinfektionen
Ein Bericht von der CROI 2003, Teil 4

von Andrea Rubbert

Bringen Genchips wirklich neue Erkenntnisse ?

Genchips haben auch die Welt der HIV-Forschung erobert. Genchips oder sogenannte Micro-Array-Analysen basieren darauf, daß von einer interessierenden Zellpopulation (z.b. CD8⁺ T-Zellen von HIV-infizierten bzw. HIV-negativen Probanden) RNA isoliert wird und diese auf Genchips, auf denen sich (je nach Anbieter) mehr als 2000 cDNAs befinden, hybridisieren können. Dabei werden häufig, um eine Beurteilung zu erleichtern, die analysierten Gene nach Funktionsgruppen (z.B. Aktivierung, Apoptose etc) zusammengefaßt. Im Vergleich zu z.B. einer gesunden Kontrollgruppe kann untersucht werden, ob Gene oder Gengruppen über- oder unterexprimiert werden oder aber nicht verändert sind.

Brigitte Autran setzt diese Methode ein, um CD8⁺ T-Zellen von HIV-infizierten Patienten in verschiedenen Stadien mit den CD8⁺ T-Zellen gesunder Probanden zu vergleichen. Dabei verwendet sie einen speziellen DNA-Chip für Lymphozyten, der 2500 Gene analysiert. Ihre Arbeitsgruppe stellte fest, daß in CD8⁺ T-Zellen von HIV-Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung Gene für die Expression von Perforin heraufreguliert sind, hingegen die Expression des IL-7 Rezeptors herunterreguliert ist (Abstract #34 ). Die Expression von Perforin steigt bei unbehandelten HIV-Patienten mit zunehmender Viruslast und abnehmender CD4-Zellzahl an. Diese Ergebnisse konnte Autran unter Einsatz einer konventionellen RT-PCR und FACS-Analysen bestätigen, wobei man sich fragt, welchen Informationsgewinn die Chipanalyse denn nun wirklich gebracht hat. Alles in allem also ein eher enttäuschender Beitrag der sonst als sehr innovativ und gut bekannten französischen Arbeitsgruppe.

Anthony Fauci von N.I.H. berichtete von den Untersuchungen seiner Arbeitsgruppe an Zellen virämischer und avirämischer HIV infizierter Patienten (Abstract #119). Unter Verwendung der Microarray Technik (Affymetrix^R) können bis zu 12.600 Gene untersucht werden. Das genetische Profil von B-Zellen dieser Patienten unterscheidet sich deutlich: B-Zellen, gewonnen von virämischen Patienten, zeigen eine Hochregulation von Interferon induzierbaren Genen sowie von Genen, die die terminale B-Zelldifferenzierung und die Apoptose steuern. Hingegen sind Gene, die die Heat Shock Proteine (hsp) kodieren, herunterreguliert. Hsp-Proteine spielen eine Rolle bei der Regulation der Zellaktivierung und können als "Gegenspieler" bei der Aktivierung von NfkB angesehen werden. Eine ähnliche Analyse erfolgte an ruhenden CD4⁺ T-Zellen: Dabei zeigte sich, daß ruhende CD4⁺ T-Zellen zumindest bei virämischen Patienten nicht wirklich "ruhend" sind, zeigen sie doch eine Heraufregulierung von nahezu 500 Genen. Dazu gehören Gene, die die Übertragung von DNA in RNA (Transkription) beeinflussen, die Verarbeitung und Modulierung der RNA regeln sowie den intrazellulären Transport von Proteinen und Vesikeln bestimmen. Diese Beiträge können als Beispiel dafür angesehen werden, daß neue Technologien zwar zunehmend auch im Bereich der HIV-Forschung angewendet werden, aber genausoviele Fragen wie Antworten sich daraus ergeben können.

Von CTL, Superinfektionen und Koinfektionen mit anderen HIV-Isolaten

Einige Beiträge auf dem Kongress beschäftigten sich mit der Bedeutung von Superinfektionen und Koinfektionen mit verschiedenen HIV-Isolaten. Von einer Koinfektion mit einem zweiten HIV-Isolat spricht man dann, wenn der Infektionszeitpunkt zeitnah/zeitgleich zur Erstinfektion anzunehmen ist. Von einer Superinfektion geht man dann aus, wenn im Verlauf einer bereits etablierten HIV-Infektion eine Zweitinfektion mit einem anderen HIV-Isolat festzustellen ist.

Eine Arbeitsgruppe aus Kanada (Abstract #485) untersuchte eine Kohorte von HIV-Patienten, die je nach ihrem Sexualverhalten bzw. intravenösen Drogengebrauches in eine sogenannte Niedrigrisiko- und eine Hochrisikogruppe unterteilt wurden. Eine Superinfektion mit einem zweiten HIV-Isolat (überwiegend Subtyp B) war bei 6/13 Patienten (46 %) der Hochrisikogruppe, jedoch bei keinem Patienten der Niedrigrisikogruppe festzustellen und trat unabhängig von Alter, Geschlecht oder antiretroviraler Therapie auf.

Eine andere Arbeitsgruppe (Abstract #506 ) hat 20 HIV diskordante Paare über einen Zeitraum von drei Jahren verfolgt. Alle Paare hatten ungeschützten Verkehr zumindest zeitweilig gehabt und erhielten eine ausführliche "Safer Sex"-Beratung. Bei allen HIV-exponierten, aber nicht infizierten Partnern konnten HIV-spezifische CTL zu mindestens einem Zeitpunkt nachgewiesen werden. In einem Fall war im Verlauf die HIV-Serokonversion eines zuvor HIV-negativen Partners nachzuweisen. Dieser zeigte eine ausgeprägte CTL-Antwort gegen nef und gag. Eine ausführliche Sequenzanalyse zwischen Donor und Empfängervirus zeigte außerdem, daß es sich beim Empfänger nicht um eine Escape-Virusmutante handelte. Zu berichten ist außerdem, daß Donor und Empfänger einen gemeinsamen HLA B8 Genotyp hatten und der weitere Verlauf der HIV Infektion beim Empfänger rasch progredient war. Auch in diesem Fall (ähnlich wie beim Walker Fall, der in Barcelona vorgestellt worden war) waren HIV-spezifische CTL festzustellen, die jedoch die Neuinfektion nicht verhindern konnten.

Gottlieb und Mitarbeiter (Abstract #126) berichtet von einer Kohorte von 47 Prostituierten, die auf das Vorhandensein einer Koinfektion mit einem zweiten HIV-Isolat untersucht wurde. Dabei konnten vier Patienten identifiziert werden, bei denen die erste verfügbare Plasmaprobe innerhalb von 3 Monaten nach Serokonversion sequenzanalytisch den Nachweis von zwei unterschiedlichen HIV-Isolaten zeigte. Dabei handelte es sich dreimal um Subtyp B und beim vierten Patienten um einen Subtyp C. Alle vier Patienten zeigten einen rasch progressiven Verlauf der HIV Infektion bis hin zum Vollbild AIDS. Diese Daten sind die ersten validen Daten zum Verlauf einer Koinfektion mit einem zweiten HIV-Isolat - sie legen nahe, daß eine derartige Koinfektion mit einem deutlich schlechteren Verlauf assoziiert ist.