Herpesvirukset ystävinä ja vastustajina -
herpes simplex-vektorit geenihoidon välineinä ja uudet herpesinfektion hoitomallit
Veijo Hukkanen, LKT, ma. professori
FT, ins. Piritta Peri, FM Michaela Nygårdas, FM Riikka K. Mattila, FM Henrik Paavilainen
E-mail veijo.hukkanen (at) utu.fi; tel. +358-2-333 7417
Herpes simplex-virus (HSV) eli yskänrokkovirus on ihmisen yleinen taudinaiheuttaja, jonka aiheuttamien infektioiden kirjoon kuuluvat uusiutuva huuliherpes, genitaaliherpes, eräät ihoinfektiot, silmän herpeskeratiitti ja vakavat vastasyntyneen herpesinfektiot sekä aivotulehdus eli herpesenkefaliitti. HSVn luonteenomaisin piirre on piilevä eli latentti infektio hermostossa, yleisimmin trigeminushermon gangliossa. Latentin infektion johdosta HSV-infektio on pysyvä, vaikka sen uusintaepisodeja voidaankin hoitaa herpeslääkityksellä. Latenssi on myös merkittävin tekijä vakavien herpesinfektioiden, kuten keratiitin ja enkefaliitin taustalla.
Tutkimme HSV:n latenssia ja mahdollisuutta estää sitä, kuten myös HSV:n ensi-infektiota silmän epiteelissä ja hermosoluissa. Käytössämme on hermosolu- ja hermosolmuke-(ganglio)viljelmämalleja HSV:n infektiomuotojen tutkimukseen. Selvitämme myös luonnollisen puolustautumisen (innate immunity) vasteita HSV-infektioissa sekä infektioiden estoa RNA-interferenssimenetelmin.
HSV:stä on kehitetty geenihoitoon sopivia vektoreita, johtuen HSV:n hermostohakuisuudesta, immuuniväistökyvyistä ja lukuisista muista vektorille edullisista ominaisuuksista. Kehitämme uusia HSV-vektoreita bacterial artificial chromosome (BAC) -teknologialla ja tutkimme näiden heikennettyjen virusten käyttöä keskushermoston sairauksien geenihoidossa. Tautimallimme on EAE, eli kokeellinen autoimmuuni enkefalomyeliitti, joka toimii MS-taudin koemallina.
Tutkimuksessa kehitämme uusia HSV-vektoreita, joilla ilmennetään Th2-tyyppisiä sytokiinejä ja muita immunologisia tekijöitä sekä RNA-elementtejä. Kehitämme HSV-geenihoidon annostelu- ja kohdennusmuotoja sekä in vivo-kuvantamista. Selvitämme myös tautimallimme PET-kuvantamismahdollisuuksia. Tutkimme luonnollisen puolustautumisen vasteita ja immuunivasteita HSV-vektoreille ja HSV:lle, ja vasteiden muuntamista geenihoidon keinoin.
Kehitämme molekyylidiagnostisia menetelmiä herpesvirusten ja niiden geeniekspression toteamiseen kudosnäytteistä ja muista kliinisistä näytteistä, edistäen siten vakavien herpesinfektioiden virologista diagnostiikkaa. Teemme yhteistyötä suomalaisten ja ulkomaisten tutkijaryhmien kanssa (ks. alla). Hankkeesta on valmistunut useita väitöskirjoja sekä lukuisia muita opinnäytetöitä.
Esimerkkejä julkaisuista:
Nygårdas M., Aspelin C., Paavilainen H., Röyttä M., Waris M., Hukkanen V. Treatment of experimental autoimmune encephalomyelitis in SJL/J mice with a replicative HSV-1 vectorexpressing interleukin-5. Gene Therapy18: 646-655, 2011.
Peri P., Nuutila K., Vuorinen T, Saukko P, Hukkanen V: Cathepsins are involved in virus-induced cell death in ICP4 and Us3 deletion mutant herpes simplex virus type 1-infected monocytic cells, Journal of General Virology 92: 173-180, 2011.
Hukkanen V., Paavilainen H., Mattila RK: Host responses to herpes simplex virus (HSV) and HSV vectors, Future Virology, 5(4): 493-512, 2010.
Peri P., Mattila RK, Kantola H, Broberg EK, Waris M, Vuorinen T, Hukkanen V: Herpes Simplex Virus Type 1 Us3 Gene Deletion Influences Toll-like Receptor Responses in Cultured Monocytic Cells, Virology Journal, 5:140, 2008.
Broberg E., Peltoniemi J, Nygårdas M, Vahlberg T, Röyttä M, Hukkanen V. Spread and replication of and immune response to g134.5 negative herpes simplex virus type 1 vectors in BALB/c mice. Journal of Virology 78, 13139-13152, 2004.
Broberg E., Setälä, N., Röyttä, M., Salmi, A., Erälinna, J-P., He, B., Roizman, B. & Hukkanen, V. Expression of interleukin-4 but not of interleukin-10 from a replicative herpes simplex virus type 1 viral vector precludes experimental allergic encephalomyelitis. Gene Therapy 8, 769-777, 2001.
Yhteistyötahoja:
Prof. Dennis Bamford, Helsingin yliopisto
Dos. Anthony Heape, Oulun yliopisto
Dos. Sampsa Matikainen, Työterveyslaitos
Prof. Stina Syrjänen, Hammaslääketieteen laitos, TY
PET-keskus, TY
Dos. Matias Röyttä, dos. Matti Waris, dos. Tytti Vuorinen, Turun yliopisto
Dos. Denis Kainov, FIMM
International collaboration:
Prof. Bernard Roizman, University of Chicago
Prof. Beate Sodeik, University of Hannover Mecidal School
Prof. Ian Mohr, New York University School of Medicine
Prof. Ulrich Kalinke, Institute for Experimental Infection Research TWINCORE, Centre for Experimental and Clinical Infection Research, Hannover