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Molecular mechanism governing the highly restricted uptake of human parvovirus B19

English title Molecular mechanism governing the highly restricted uptake of human parvovirus B19
Applicant Ros Carlos
Number 179384
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Departement für Chemie, Biochemie und Pharmazie Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Experimental Microbiology
Start/End 01.06.2018 - 31.05.2022
Approved amount 330'499.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Experimental Microbiology
Cellular Biology, Cytology
Molecular Biology

Keywords (5)

Parvovirus B19; Receptor; Tropism; Virus entry; Biomarker

Lay Summary (French)

Lead
En dépit d'être un agent pathogène humain majeur, nos connaissances actuelles sur l'entrée du parvovirus humain B19 (B19V) dans les cellules demeurent largement inconnues. Les récepteurs impliqués dans les interactions moléculaires de B19V avec la surface cellulaire et leurs rôles spécifiques dans l'infection nécessitent des investigations plus approfondies.
Lay summary
Le globoside (Gb4Cer) est le récepteur cellulaire de B19V. Cependant, l'expression de Gb4Cer ne correspond pas au tropisme très restreint de B19V. En effet, ce tropisme est limité à quelques types de cellules dans la lignée érythroïde et la présence de Gb4Cer à la surface de la cellule ne suffit pas à l'entrée du virus. Nos récentes études ont révélé un processus hautement sélectif d'entrée cellulaire contrôlée par l'interaction d'une protéine de la capside virale, nommée VP1u, et son récepteur cellulaire. Ce récepteur n'a pas encore été identifié, mais nos résultats préliminaires indiquent qu'il est présent exclusivement sur les cellules que B19V peut infecter. Ce nouveau modèle d'infection de B19V, contrôlé par VP1u et son récepteur cellulaire, correspond avec le tropisme exceptionnellement restreint du virus. La présente proposition de recherche vise à identifier le récepteur cellulaire du VP1u, son profil d'expression ainsi qu'à déterminer le rôle du récepteur Gb4Cer dans l'infection. Les données générées à partir de ce projet seront essentielles pour comprendre la base du tropisme extraordinairement restreint de B19V. Nous espérons qu'en plus de fournir des informations précieuses pour le développement de vaccins, l'identification de ce récepteur ouvrira aussi de nouvelles perspectives dans les domaines de l'hématologie, du diagnostic et des thérapies ciblées.
Direct link to Lay Summary Last update: 04.05.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Name Institute

Abstract

Human parvovirus B19 (B19V) is a widespread pathogen causing a broad range of syndromes. Despite being a major human pathogen, the mechanism of B19V entry remains largely unknown. Globoside (Gb4Cer) is the primary receptor of B19V. However, the expression profile of Gb4Cer does not correlate with B19V binding/uptake and cannot explain either the pathogenesis and the extraordinary narrow tissue tropism of B19V. The N-terminal region of the viral capsid protein 1, the so-called VP1-unique region (VP1u) is the immunodominant part of the B19V capsid and contains a receptor-binding domain, which mediates the uptake of the virus. The receptor that interacts with the VP1u has not yet been identified, but our preliminary results indicate that its expression profile is far more restricted than the primary receptor Gb4Cer, limiting B19V infection to cells at erythropoietin-dependent erythroid differentiation stages. The main goals of this study are, the identification of the cellular receptor that interacts with VP1u, the determination of its expression profile and the clarification of the functional role of Gb4Cer. Revealing the mechanism of VP1u-mediated uptake of B19V and the role of Gb4Cer will not only be essential to understanding the basis of the pathogenesis and extraordinary restricted tropism of B19V but also to develop prevention strategies interfering with the early steps of the infection. Beyond virology, the identification of the restricted VP1u receptor is expected to open novel therapeutic and diagnostic applications in hematology.
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