Institut für Infektionsmedizin (IMED)

Das Bovine Leukämievirus (BLV) gehört innerhalb der Familie der ‚Retroviridae’ zum Genus ‚Delta-Retrovirus’. Die Entdeckung C-Typ-ähnlicher Viruspartikel in stimulierten Lymphozytenkulturen leukosekranker Rinder im Jahre 1969 war der erste Nachweis des BLV bei Tieren mit enzootischer Rinderleukose (ERL). Infektiöse Viren haben als sphärisch behüllte Partikel einen Durchmesser von 80-125 nm. Der Durchmesser des meist zentral gelegenen, elektronendichten Core beträgt 40-80 nm. Die intakten Viruspartikel besitzen eine Dichte von 1,14-1,17 g/cm3.

Abb.: [Schematischer Aufbau eines BLV-Partikels]

Schematischer Aufbau eines BLV-Partikels. Elektronenmikroskopische Aufnahme von BLV- (A) und MLV-Partikel (B) in einer Lymphozytenkultur. Struktureller Aufbau des BLV-Genoms unter Berücksichtigung bekannter Provirussequenzen (C). LTR: long terminal repeat; gag: für das gruppenspezifische Antigen kodierend; prot: für die Protease kodierend; pol: für die Polymerase kodierend; env: für die Oberflächenproteine kodierend; pX: für regulatorische Proteine kodierend

Das BLV verursacht eine persistierende Infektion und ist der Erreger der enzootischen Rinderleukose (ERL). Primär werden B-Lymphozyten infiziert. Provirus ist bei infizierten Tieren ebenfalls in Makrophagen und Endothelzellen nachzuweisen. Bei Tieren mit persistierender Lymphozytose wird zusätzlich auch von infizierten CD4+ und CD8+ T-Lymphozyten berichtet. Während bei serologisch positiven BLV-infizierten Rindern ohne persistierende Lymphozytose nur ca. 0,01 % der Gesamtleukozyten Provirus tragen, sind dies bei Tieren mit persistierender Lymphozytose 20-43 %. Im Blutplasma kommt das BLV nur in sehr geringen Mengen vor.

Drei klinische Verlaufsformen werden unterschieden:

1. Inapparente Infektion
2. persistierende Lymphozytose
3. tumoröse Leukose

Der Anteil der B- und T-Zellen an der Lymphozyten- bzw. Leukozytenfraktion des peripheren Blutes unterscheidet sich bei nahezu allen klinisch inapparent BLV-infizierten Tieren nicht von dem nicht-infizierter Tiere. Diese Tiere stellen jedoch eine potentielle Gefahr hinsichtlich der Übertragung der Infektion dar. Die inapparente Verlaufsform kann während des gesamten Lebens erhalten bleiben oder in die anderen klinischen BLV-Manifestationsformen übergehen. Die persistierende Lymphozytose stellt eine gutartige, polyklonale Proliferation der peripheren Blutlymphozyten dar, die durch eine Erhöhung der Menge der zirkulierenden B-Lymphozyten auf 40-80% der Lymphozytenpopulation gekennzeichnet ist. Bis zwei Jahre nach Infektion entwickeln infizierte Tiere nur selten eine persistierende Lymphozytose. Im Gegensatz dazu tritt bei 30-70% der natürlich infizierten Rinder in Abhängigkeit von genetischen und Umweltfaktoren nach 3 bis 6 Jahren eine persistierende Lymphozytose auf. Tiere mit persistierender Lymphozytose weisen i.d.R. keine mit der Krankheit in Verbindung stehenden gesundheitlichen Störungen auf. Die tumoröse Leukose ist durch das Auftreten maligner Lymphome gekennzeichnet. Etwa 1-10 % der BLV-infizierten Tiere und 10-30 % der Tiere mit persistierender Lymphozytose entwickeln die Tumorform. Die Häufigkeit der Tumoren steigt mit zunehmendem Alter und erreicht im 5. bis 8. Lebensjahr ihr Maximum. Tumorzellen zeigen Charakteristika unterschiedlich entdifferenzierter B-Zellen. In Europa ist das Vorkommen der ERL als Ergebnis erfolgreicher Bekämpfungsprogramme in den letzten 15 bis 20 Jahren erheblich zurückgegangen.

Das BLV-Genom hat eine Größe von ca. 9 kB und kodiert neben den für Retroviren charakteristischen großen offenen Leserahmen (open reading frame, ORF) 5’-gag-pol-env-3’ für weitere, regulierende Proteine (pX). Zwei 530 bp lange terminale Sequenzwiederholungen (Long terminal repeats, LTR) bestehend aus den Abschnitten U3, R und U5 flankieren die provirale BLV-Sequenz. BLV-infizierte Zellen enthalten 1-4 provirale BLV-Kopien, die auf verschiedenen Chromosomen integriert sein können. In der LTR befinden sich Sequenzen für die Transkriptionsregulation (TATAA-Box, CCAAT-Box, PolyA-site). An die 5’ LTR schliesst sich eine 97 bp lange, nicht kodierende Region mit dem tRNA Primer-Bindungsort an. Das gag-Gen (1179 bp) kodiert für die Kapsidproteine (p12, p24, p15). Das prot-Gen, dessen überlappender ORF vom gag-Gen bis in das pol-Gen verläuft, kodiert für die virale Protease, und das pol-Gen für die reverse Transkriptase. Das env-Gen (1548 bp) überlappt das 3’-Ende des pol-Gens. Zwischen dem env-Gen und der 3’ LTR befindet sich eine 1820 bp lange Region. Diese enthält nicht kodierende Regionen und das pX-Gen, welches vier zum Teil überlappende ORFs trägt, die auch für die regulierenden Proteine rex und tax kodieren.

Die BLV-Proteine werden in die Protease (Prot), Reverse Transkriptase (RT), Matrix (MA)-, Kapsid (CA)-, Nukleokapsid (NC)- Hüll (SU)- und Transmembran (TM)-Proteine unterteilt. Die Hüll- und Transmembranproteine sind glykosyliert (gp), während die anderen Proteine nicht glykosyliert sind (p).

Die gag-Proteine werden von einem Vorläuferprotein (Pr 44gag) gebildet. Das MA-Protein (p15) stellt das Hauptphosphoprotein des BLV, das CA-Protein (p24) die Hauptkomponente des Viruskapsids dar. Das phosphorylierte NC-Protein (p12) bindet an die virale RNA.

Die Arbeiten konzentrieren sich auf die Phänotypisierung der Lymphozyten in den Lymphknoten und im peripheren Blut nach experimenteller Infektion. Hierbei werden Rinder in unterschiedlichen Stadien der BLV-Infektion (Infektion mit asymptomatischem Verlauf, Infektion mit einhergehender persistierender Lymphozytose) in die Untersuchungen vergleichend einbezogen. Neben der Phänotypisierung der B- und T-Zellpopulationen wird ebenfalls die Zytokinproduktion (insbesondere GM-CSF, IL10, IL-2, IL-12) der einzelnen B- und T-Lymphozytensubpopulationen bestimmt, um zu klären, ob eine veränderte Zytokinproduktion infizierter Zellen zur polyklonalen Expansion der B-Lymphozyten bei Tieren mit persistierender Lymphozytose beiträgt.