Host cell determinants for establishment and reversal of
HIV-1 latency

The new project started in 3rd funding period
(July 1st, 2022)

Project description – Summary

To date, HIV-infection cannot be cured as the virus can persist despite antiretroviral treatment as integrated latent provirus and rebound upon treatment interruption. Reduction of the HIV-1 latent reservoir could be achieved by reversing latency, so that infected cells can be eliminated by the immune response. The aim of this project is to analyze the role of the proviral integration site, nuclear landscape, infected cell type as well as the role of host cell proteins within this process and to gain insight into the mechanisms underlying latency reversal.

To analyze those events and dissect mechanisms underlying latency and reactivation, we will make use of a proviral latency reporter, which allows for rapid separation of cells harboring transcriptionally active vs. inactive proviruses. We have used this tool to generate a library of hundreds of clonal cell lines that contain latent HIV‑1 reporter proviruses, based on different T cell lines. While single latently infected cell lines were previously used to study HIV-1 transcription, this approach generated the largest, most heterogenous panel of latently infected cell lines.

                                  Regulation of HIV-1 proviral transcription in the nucleus

It is still not well understood why latency reversing agents (LRAs) are able to reactivate only a subset of infected cells within the latent reservoir. Our preliminary data show that different latent single cell clones exhibit differential LRA responsiveness; we will analyze the mechanisms underlying this phenotype to identify potential regulators of latency reversal. Correlates of latency reversal will be targeted in select cell models and primary cells using the latency reporter system combined with genetic, biochemical and microscopy techniques to identify the determinants of HIV latency reversal.

This project will provide a better understanding of the role of the integration context for HIV latency and the mechanisms underlying latency reversal.

Within this SFB, we will work closely with Kräusslich, Müller, Fackler and Lusic/Beck.

Bislang kann eine HIV-Infektion nicht geheilt werden, da das Virus trotz antiretroviraler Behandlung als integriertes latentes Provirus persistieren und nach Unterbrechung der Behandlung erneut auftreten kann. Eine Verringerung des latenten HIV-1-Reservoirs könnte durch Umkehrung der Latenz erreicht werden, so dass infizierte Zellen durch die Immunreaktion eliminiert werden können. Ziel dieses Projekts ist es, die Rolle der proviralen Integrationsstelle, der Kernlandschaft, des infizierten Zelltyps sowie die Rolle der Wirtszellproteine in diesem Prozess zu analysieren und Einblicke in die Mechanismen zu gewinnen, die der Latenzumkehr zugrunde liegen.

Um diese Ereignisse zu analysieren und die der Latenz und Reaktivierung zugrundeliegenden Mechanismen zu entschlüsseln, werden wir einen proviralen Latenzreporter verwenden, der eine schnelle Trennung von Zellen mit transkriptionell aktiven und inaktiven Proviren ermöglicht. Mit Hilfe dieses Tools haben wir eine Bibliothek mit Hunderten von klonalen Zelllinien erstellt, die latente HIV-1-Reporterproviren enthalten und auf verschiedenen T-Zelllinien basieren. Während bisher einzelne latent infizierte Zelllinien zur Untersuchung der HIV-1-Transkription verwendet wurden, wurde mit diesem Ansatz das größte und heterogenste Panel latent infizierter Zelllinien erzeugt.

Es ist immer noch nicht verstanden, warum latecy reversing agents (LRAs) nur eine Teilmenge der infizierten Zellen im latenten Reservoir reaktivieren können. Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass verschiedene latente Einzelzellklone unterschiedlich gut auf LRAs ansprechen. Wir werden die Mechanismen analysieren, die diesem Phänotyp zugrunde liegen, um mögliche Regulatoren der Latenzumkehr zu identifizieren. Korrelate der Latenzumkehr werden in ausgewählten Zellmodellen und primären Zellen unter Verwendung des Latenzreportersystems in Kombination mit genetischen, biochemischen und mikroskopischen Techniken untersucht, um die Determinanten der HIV-Latenzumkehr zu identifizieren.

Dieses Projekt wird zu einem besseren Verständnis der Rolle des Integrationskontextes für die HIV-Latenz und der Mechanismen der Latenzumkehr führen.

Im Rahmen dieses SFB werden wir eng mit Kräusslich, Müller, Fackler und Lusic/Beck zusammenarbeiten.

Project staff