Infektionsverhalten saisonaler, hoch-pathogener H5N1 und pandemischer H1N1 Influenza A Viren in humanen Lungen

Der humane Respirationstrakt ist der primäre Replikationsort human-pathogener Influenza A Viren (IAV). Während dieses Gewebe für die meisten aviären IAV nicht permissiv ist, replizieren hoch-pathogene aviäre H5N1 IAV effizient. Humane Lungenepithelzellen exprimieren humane und aviäre IAV-Rezeptoren. Die unterschiedliche Replikationsfähigkeit ist daher nicht allein durch einen unterschiedlichen Rezeptorbesatz zu erklären, und vermutlich durch weitere bisher unbekannte Faktoren bedingt. Bisherige Studien zur Influenzavirusinfektion nutzen weitgehend Tiermodelle oder Zelllinien. In einem neu etablierten humanen ex vivo Lungenkulturmodel wurden verschiedene IAV mittels Plaqueassay, ELISA und Immunhistologie hinsichtlich ihrer Replikationsfähigkeit, Zytokininduktion und ihres Zelltropismus in primärem humanen Lungengewebe untersucht. Während ein saisonales H3N2 Virus sowie ein hoch-pathogenes H5N1 Virus effizient replizierten, vermehrten sich ein niedrig-pathogenes aviäres und ein klassisches porcines Virus kaum. Pandemische H1N1 IAV von 2009 replizierten ebenso effizient wie ein saisonales Virus vom Subtyp H1N1. Die Infektion mit hoch-pathogenen H5N1 und niedrig-pathogenen aviären IAV führte gegenüber den pandemischen H1N1 und den saisonalen Viren zu einer deutlich stärkeren Zytokin- und Chemokininduktion. Alle Viren infizierten sowohl Bronchial- als auch Alveolarepithelzellen. Wobei im Bereich des Alveolarepithels hauptsächlich Typ II Zellen und nur vereinzelt Alveolarmakrophagen infiziert wurden. Infizierte Typ I Zellen konnten nicht nachgewiesen werden. Die getesteten Viren zeigten demnach keine Unterschiede hinsichtlich des Zelltropismus, was mit dem Nachweis der humanen als auch der aviären IAV-Rezeptoren sowohl im Bronchial- als auch im Alveolarepithel übereinstimmt. Zusammengefasst ermöglicht dieses Modell einen experimentellen Zugang zur Influenzainfektion mit hoher klinischer Relevanz.