Virusanaloge Partikel stellen ein vielversprechendes alternatives Therapie-Konzept dar, bei dem alle Komponenten einzeln hergestellt und entsprechend der jeweiligen Anwendung, modular in vitro zusammengefügt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Möglichkeiten und Grenzen eines Therapiesystems zu evaluieren, das auf der in vitro-Assemblierung des Polyomavirus-Hüllproteins VP1 beruht. VP1 wurde rekombinant in Escherichia coli hergestellt und physikochemisch charakterisiert. Durch molekularbiologische Techniken wurden Varianten des Proteins hergestellt, die neue Funktionen besaßen. Die Eigenschaften dieser Varianten wurden proteinchemisch und in Zellkultur-Modellen analysiert. Eine Untersuchung der in vitro-Assemblierung ergab einen zweistufigen Mechanismus, bei dem zunächst ein Gleichgewicht zwischen Kapsomeren und reduzierten Kapsiden eingestellt wird. In einem zweiten Schritt wird eine intrapentamere Disulfidbrücke geschlossen, so dass die Assemblierung unter oxidierenden Bedingungen irreversibel verläuft. Neben den Cysteinen, die diese Disulfidbrücke ausbilden wurde ein weiteres Cystein in die Sequenz eingeführt (C248), das für eine thiolspezifische Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen verwendet wurde. Die Aufnahme der fluoreszenzmarkierten virusanalogen Partikel in eukaryontische Zellen konnte mit einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop visualisiert werden. Die Partikel wurden über endozytotische Vesikel aufgenommen und dann größtenteils in zellulären Lysosomen angereichert. Zur Kopplung externer Liganden an das VP1 wurde die Sequenz einer FBP11 WW-Domäne, die spezifisch eine Klasse prolinreicher Liganden bindet, in die VP1-Sequenz inseriert. Die WW-Domäne wurde auf der Kapsidoberfläche präsentiert und erlaubte die Bindung von Proteinen und Peptiden, die eine entsprechende prolinreiche Sequenz trugen. Eine weitere VP1-Variante wurde so hergestellt, dass die WW-Domäne auf der Kapsidinnenseite präsentiert wurde. Damit war es möglich Peptide und Proteine, die das Erkennungsmotiv für die WW-Domäne trugen, in das Innere der Partikel einzuschließen. In Zellkultur-Experimenten wurde ein effizientes Delivery der eingeschlossenen Moleküle in die Zielzellen gezeigt. Experimente zur Herstellung viraler Polyomavirus-Vektoren zeigten eine starke Abhängigkeit der Titer replikationsdefizienter Polyomaviren von der Expression aller drei T-Antigene. Bei einer genomischen Integration des Gens der T-Antigene findet kaum alternatives Spleißen statt, so dass fast ausschließlich das große T-Antigen exprimiert wird. Dieses ist jedoch nicht für die Bildung infektiöser Partikel ausreichend. In dieser Arbeit wurden die grundlegenden Voraussetzungen für den Einsatz von Polyomavirus-analogen Partikeln als ein modulares Vektorsystem zum Delivery therapeutischer Substanzen geschaffen. Das Hüllprotein VP1 kann in großen Mengen und hoher Reinheit hergestellt und effizient in vitro assembliert werden. Die Kapsidaußenseite kann auf unterschiedliche Weise modifiziert werden (Sequenzinsertionen, Kopplung externer Liganden). Peptide und Proteine können in die Partikel eingeschlossen und somit in die Zielzellen transportiert werden.
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