Erkennung HIV-1-infizierter Zellen: Protein HLA-F interagiert hochaffin mit NK-Zellrezeptor KIR3DS1

Hamburg. Einem Forscherteam aus Hamburg und den USA ist es gelungen, HLA-F als hochaffinen Liganden für den aktivierenden NK-Zellrezeptor KIR3DS1 zu identifizieren. Die funktionelle Interaktion zwischen HLA-F und KIR3DS1 könnte zukünftig die vielfältigen Einflüsse von KIR3DS1 in einer Reihe von menschlichen Erkrankungen erklären. Die Ergebnisse sind jetzt in dem renommierten Fachjournal „Nature Immunology“ erschienen.

Damit Zellen des Immunsystems Virus-infizierte Zellen erkennen können, müssen sie Infektionsmarker auf ihrer Zelloberfläche präsentierten. KIR3DS1 ist ein in der Plasmamembran von natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) vorkommender aktivierender Rezeptor, der bekanntermaßen Einfluss auf zahlreiche menschliche Erkrankungen hat. So wird KIR3DS1 beispielsweise mit dem verzögerten Krankheitsverlauf bei HIV-1-Infektionen in Verbindung gebracht. Der entsprechende Ligand auf der Seite der infizierten Zellen war für KIR3DS1 bisher unbekannt. Gemeinsam mit ihren Kollegen aus den USA führten die Forscherinnen und Forscher vom Heinrich-Pette-Institut nun einen Screen mit einhundert verschiedenen HLA-1-Proteinen durch, wobei sie HLA-F als Liganden für KIR3DS1 identifizieren konnten.

Weitere biochemische und funktionelle Untersuchungen zeigten, dass der Kontakt von KIR3DS1 mit seinem Liganden HLA-F in einer vermehrten antiviralen Zytokin-Produktion der NK-Zellen sowie in einer Hemmung der in vitro Replikation von HIV-1 resultiert. Zudem wurde demonstriert, dass eine HIV-1-Infektion zu einer erhöhten HLA-F-Transkription bei gleichzeitig verminderter KIR3DS1-Expression führt, was auf einen Mechanismus zum Unterlaufen der Immunabwehr durch HIV 1 hindeutet.

„Mit unseren Untersuchungen konnten wir zeigen, dass HLA-F einen hochaffinen Liganden für den NK-Zellrezeptor KIR3DS1 darstellt. Darüberhinaus könnte die nachgewiesene Zellkontext-abhängige Expression von HLA-F auch einen Erklärungsansatz für den großen Einfluss von KIR3DS1 auf ein breites Spektrum von menschlichen Erkrankungen, wie Infektionen mit HIV-1, liefern“, erklärt HPI-Abteilungsleiter Prof. Marcus Altfeld von der Gruppe „Virus Immunologie“.

An der Studie waren neben dem Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie, das Ragon Institute of MGH, MIT and Harvard (Cambridge, USA), das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) sowie weitere Partner in Frankreich und den USA beteiligt. Das HPI ist Mitglied des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF).

Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Immunology“ veröffentlicht:

Wilfredo F. Garcia-Beltran, Angelique Hölzemer, Gloria Martus, Amy W. Chung, Yovana Pacheco, Camille R. Simoneau, Marijana Rucevic, Pedro A. Lamothe-Molina, Thomas Pertel, Tae-Eun Kim, Haley Dugan, Galit Alter, Julie Dechanet-Merville, Stephanie Jost, Mary Carrington, Marcus Altfeld (2016). Open confomers of HLA-F are high-affinity ligands of the activating natural killer-cell receptor KIR3DS1. Nature Immunology 2016.

Rückfragen:

Prof. Marcus Altfeld: marcus.altfeld@hpi.uni-hamburg.de
Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie,
Hamburg

Dr. Angelique Hölzemer: angelique.hoelzemer@hpi.uni-hamburg.de; a.hoelzemer@uke.de

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