Die spezifische, antivirale Immunantwort des Wirtes stellt einen der Hauptfaktoren für die Evolution des HCV Genoms dar. Die Anpassung des Virus an den zellulären und humoralen Selektionsdruck erfolgt über die positive Selektion von „escape“-Mutationen in B- und T-Zell Epitopen und stellt den Basismechanismus der HCV Evolution dar. Viele Aspekte, die besonders auf Populationsebene zur Adaption von HCV an selektive Einflüsse führen, sind noch nicht ausreichend untersucht. Die vorliegende Studie befaßt sich mit einigen dieser Aspekte, wobei das Hauptziel in der Untersuchung der Evolution des HCV Genomes auf Populationsebene lag. Besonders der Beitrag der humoralen und zellulären Immunantwort zur Evolution des HCV Hüllproteins E2 wurde untersucht. Viele Ansätze, die sich bisher mit der Evolution von HCV beschäftigten, waren relativ eingeschränkt, da keine Informationen über die ursprüngliche Sequenz des Inokulums vorlagen. Eine große Besonderheit der vorliegenden Studie ist die Untersuchung einer einzigartigen Patientengruppe - Frauen, die mit demselben HCV AD78 Stamm durch Verabreichung eines HCV kontaminierten anti-D Immunglobulins in einem „single-source“-Ausbruch infiziert wurden. Durch den Zugang zu verschiedenen Materialien dieser Kohorte war eine detaillierte Analyse der viralen Evolution auf Populationsebene möglich, wobei die AD78 Sequenzen im kontaminierten Immunglobulin als Indexsequenzen dienten. Im ersten Schritt des Projektes wurde eine Sequenzdatenbank (core-NS2 und NS4-NS5 Genomregion) für multiple Isolate des HCV AD78 Stammes von 93 Patienten erstellt, welche persistierend über einen Zeitraum von 30 Jahren mit HCV AD78 infiziert waren, sowie von Sequenzen aus dem kontaminierten Immunglobulin. Mit Hilfe der erstellten Sequenzdatenbank konnte die Heterogenität der Infektionsquelle des anti-D Ausbruchs detailiert analysiert werden und ein potenzieller Zeitpunkt der Separation des original AD78 Stammes in die drei eng verwandten Varianten konnte festgelegt werden. Außerdem konnten die Konsensusequenzen für alle drei AD78 Varianten erstellt werden, auf deren Grundlage in Kollaboration mit Prof. R. Bartenschlager die neuen AD78/JFH1 Viruschimären generiert wurden. Diese neuen chimären Konstrukte waren in der Lage, erfolgreich in Huh7.5 Zellen zu replizieren. Die Verfügbarkeit dieses neuen und robusten Zellkultursystems stellt einen bedeutenden Schritt für die Erweiterung der bisher kreierten JFH1- basierten Genotyp 1b Systeme dar. Besonders geeignet sind diese neuen Viruschimären für Studien, die sich mit Proben des HCV AD78 Ausbruchs befassen. Dieses neue System stellt ein essentielles Hilfsmittel für die Aufklärung der biologischen Signifikanz von Mutationen, die im viralen Genom während der akuten und persistierenden Phase der Infektion auftreten, dar. In der Analyse der Heterogenität von HCV AD78 Sequenzen aus anti-D Patienten wurden verschiedene Mutationen innerhalb und außerhalb von CD8 T-Zell-Epitopen und Bindungsstellen für neutralisierende Antikörper identifiziert. Mutationen weg von der Inokulumsequenz (forward mutations) wurden dabei häufiger detektiert als Mutationen in Richtung der allgemeinen 1b Konsensusequenz (reverse mutations). Eine große Anzahl von Mutationen innerhalb von CD8 T-Zell-Epitopen zeigte sich als bemerkenswert stabil in einem Zeitraum von 30 Jahren Persistenz. Einige von diesen Mutationen waren echte „escape“ Mutationen und wurden durch das Auftreten von kompensatorischen Mutationen in der Population fixiert. Die Analyse der Frequenz von Mutationen innerhalb und außerhalb von bekannten und putativen B- und T-Zell-Epitopen im E2 Protein aus AD78 Isolaten zeigte eine höhere Rate nonsynonymer Aminosäuresubstitutionen innerhalb von B-Zell-Epitopen und weniger ausgeprägte nonsynonyme Mutationen innerhalb von CD8 T-Zell-Epitopen. Diese Mutationen konnten vermehrt innerhalb bekannter Epitope beobachtet werden, als außerhalb dieser Epitope, was daraufhin deutet, dass sowohl die humorale als auch die zelluläre Immunantwort zur Evolution des E2 Hüllproteins in der langzeit-persistierenden HCV Infektion beitragen. Desweiteren scheint die humorale Immunantwort eine leitende Rolle in der Evolution des HCV E2 Proteins einzunehmen, wogegen die CD8 T-Zell Antwort einen geringeren Einfluß auf die Entwicklung des HCV E2 Proteins zu haben scheint. Die Anwendung eines statistischen Ansatzes ermöglichte die Identifikation von drei putativen neuen CD8 T-Zell-Epitopen im core, E2 und NS2 Protein. Eines der potenziellen neuen Epitope konnte mittels funktionellem in vitro Zellkultur-Assay verifiziert werden. Innerhalb einiger bekannter CD8 T-Zell-Epitope konnte reproduzierbar eine Assoziation zwischen Expression eines bestimmten HLA Klasse 1 Allels und dem Auftreten bestimmter Polymorphismen an definierten Positionen hergestellt werden, was auf eine Immunselektion auf Populationsebene hindeutet. Die Einführung verschiedener „escape“ Mutationen, die in der core- und E2-Region identifiziert wurden, in das Genom von HCVcc Konstrukten führte zu einer Beeinträchtigung der Virusreplikation und Infektion. Diese Daten bestätigen, dass die beobachteten Polymorphismen tatsächlich „escape“ Mutationen waren. Im Falle der HLA-B51 spezifischen Mutation H153Q zeigte sich eine Reduktion des infektiösen Virustiters in Abhängigkeit der Herkunft der Sequenz, die in das HCVcc Genom integriert wurde. Während diese Mutation im AD78/JFH1 System zu einer sehr milden Beeinträchtigung der Infektiosität führte, wurde durch Einführung dieser Mutation in das H77/JFH11 System die Infektiosität dramatisch reduziert (> 6 logs). Diese Daten lassen darauf schließen, dass der Einfluß von „escape“ Mutationen auf die virale Fitness zu einem großen Teil vom Sequenzkontext abhängig sein kann. Durch die Erstellung der HCV AD78 Sequenzdatenbank war es möglich eine strukturelle Besonderheit einiger HCV Stämme zu identifizieren, nämlich das Vorhandensein von zusätzlichen 1 - 5 Aminosäuren am N-Terminus des E2 Proteins. Die meisten der AD78 Isolate wiesen solche Insertionen auf. Mit Hilfe des HCVpp und HCVcc Systems wude der Einfluß dieser zusätzlichen Aminosäuren auf die virale Replikation und Infektion untersucht. Insertion dieser zusätzlichen Aminosäuren in das HCVpp System, basierend auf AD78 E1/E2 Sequenzen, und das AD78/JFH1 HCVcc System hatte keinen signifikanten Einfluß auf die Infektiosität dieser Partikel. Im Gegensatz dazu führte die Insertion der gleichen zusätzlichen Aminosäuren in das H77/JFH1 HCVcc System zu einem vollständigem Verlust der Infektiosität. Die genaue Analyse der zusätzlichen Aminosären zeigte auf, daß bevorzugt kleine, flexible Aminosären vorkommen, welche zum Erhalt der konformationellen Variabilität der HVR1 beitragen könnten. Dies wiederum könnte einige funktionelle Charakteristika des E2 Proteins, einschließlich seiner Antigeneigenschaften und Fähigkeit HCV Zellrezeptoren zu erkennen und zu binden, beeinflussen.