Das synthetische Chaperon Phenyl-Butyric-Acid (PBA) verändert das Verteilungsmuster der HBV-Hüllproteine im Endoplasmatischen Retikulum von Hepatitis B-transgenen Mäusen und führt zu verstärkter Pathogenese

Trotz effektiver Vakzinierung sowie antiviraler Medikamente gegen das Hepatitis B Virus beträgt die Zahl chronisch infizierter Menschen weltweit rund 250 bis 270 Millionen. Die Schädigung Hepatitis B Virus infizierter Hepatozyten durch immunvermittelte Prozesse ist gut charakterisiert. Dagegen ist wenig über die direkte zytotoxische Wirkung von HBV Proteinen bekannt. In HBV infizierten Hepatozyten bilden sich Proteinaggregate durch Überbelastung des Translations-und Proteinexport-apparates und führen zu ER-Stress. Zur Kompensation aktivieren Hepatozyten spezifische Signalkaskaden, die zur Erhöhung der Faltkapazität des ER, zum Translationsstopp und Abbau fehlgefalteter Proteine führen, der sogenannten unfolded protein response (UPR). Aktuell wird zunehmend nach Substanzen geforscht, die die Funktion des ER aufrechterhalten und ER-Stress mindern sollen. Chaperone erleichtern und beschleunigen die Proteinfaltung. PBA zählt zu den synthetischen Chaperonen und fand bereits Anwendung in der experimentellen Therapie von Proteinspeichererkrankungen.
Das Ziel dieser Arbeit bestand darin zu klären, ob PBA eine therapeutische Wirkung im HBV-LHBs-transgenen Mausmodell zeigt. Die Leberpathologie wurde in Abhängigkeit von der Dauer der PBA-Behandlung analysiert. Die Tiere wurden über einen Zeitraum von einer und acht Wochen oral über das Trinkwasser mit PBA behandelt und im Alter von zwölf Wochen getötet. Die H&E-Färbung diente der Analyse von Lebermorphologie und -pathologie. Die allgemeine Leberintegrität wurde mittels der Messung der Lebertransaminasen im Serum untersucht. Die Immunhistochemie umfasste die Analyse HBsAg positiver Hepatozyten sowie Kernfärbungen des Apoptosemarkers CHOP. Die HBsAg Menge wurde auf RNA- und Proteinebene untersucht und die hepatische Genexpression mittels einer Microarray-Analyse auf auffällige Muster hin analysiert. ER-Stress und Leberentzündung wurden in Abhängigkeit von der PBA-Behandlung dargestellt.
HBV-LHBs-transgene Mäuse exprimieren das große Hüllprotein (LHBs) in den Hepatozyten, was zur Akkumulation des LHBs im ER der Mäuse führte. Die Leberschnitte PBA-behandelter Mäuse zeigten ein verändertes intrazelluläres Aggregationsmuster mit konsekutiver Feinverteilung der durch Überexpression akkumulierenden HBV-Hüllproteine im ER. Nachfolgend kam es zu überwiegend inflammatorischen Stress-Reaktionen, gemessen durch den Anstieg der Akute-Phase-Proteine SAA1, SAA2, MT1 und MT2 sowie von inflammatorischen Zytokinen und Chemokinen (v.a. TNF-α, IL-1α, IL-1β, G-CSF und BLC). ER-Stress wurde mittels Western-Blot-Analyse nach PBA-Behandlung vermehrt detektiert. Bei normwertigen Transaminasen und negativer Apoptose ergaben sich keine Hinweise auf Hepatotoxizität nach PBA-Behandlung. Es bestand eine Heterogenität der Geschlechter in der Akute-Phase-Reaktion. Die Behandlungszeit über eine Woche führte überwiegend zu stärkeren Veränderungen in der Leberpathologie als die Behandlung über acht Wochen.
Schlussfolgerung: Das synthetische Chaperon PBA beeinflusst die hepatogene Zellphysiologie. Eine Auflösung und Feinverteilung der HBsAg-Aggregate nach PBA-Behandlung verstärkt die systemische Entzündung. Die Aggregation der zellfremden HBs Proteine im ER stellt vermutlich einen Schutzmechanismus der Zelle dar, der durch die Behandlung mit dem synthetischen Chaperon PBA durchbrochen wird. Es wird vermutet, dass das therapeutische Potential von PBA erst im Rahmen einer Langzeitbehandlung apparent werden kann.