Schwachstellen der menschlichen Abwehr

25.07.2012: Damit Viren überleben können, müssen sie sich in fremde Zellen einnisten und sich dort vermehren. Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München und dem CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist es jetzt erstmals gelungen, die antiviralen Abwehrstrategien von menschlichen Zellen umfassend darzustellen. Sie konnten so auch Schwachstellen identifizieren, die Viren für ihre Zwecke nutzen. Die Forscher verglichen dabei die Angriffsstrategien von 30 bekannten Viren. Ihre Einsichten könnten in Zukunft helfen, neue antivirale Therapien zu entwickeln.

Viren sind keine eigenständigen Lebewesen. Um überleben zu können, müssen sie in Zellen eindringen und diese für ihre Zwecke einspannen. Sie schleusen ihre eigene Erbinformation in die Wirtszellen ein und nutzen so die fremde molekulare Maschinerie, um sich zu vermehren. Dabei stehen die Viren vor der Herausforderung, der Immunabwehr ihres Wirtes zu entkommen. Aufgrund der beschränkten Größe ihres Erbgutes, müssen Viren dabei sehr geschickt vorgehen. Einerseits nutzen sie die Strategie der Camouflage: Sie tarnen und maskieren sich, um nicht erkannt zu werden. Eine weitere Taktik ist, die Signalwege innerhalb der Wirtszelle gezielt zu manipulieren. So verhindern sie, dass die Abwehr Alarm schlägt.

In bisherigen Studien betrachteten Wissenschaftler die Strategien einzelner Viren. Andreas Pichlmair, Forschungsgruppenleiter am MPI für Biochemie, hat jetzt 30 unterschiedliche Viren gleichzeitig betrachtet, um so Aufschluss über das Gesamtsystem der Immunabwehr innerhalb menschlicher Zellen zu erhalten. Kollege Giulio Superti-Furga, Direktor am CeMM in Wien beschreibt die Arbeit wie folgt: „Wir haben bildlich gesprochen den Feind ins Königreich gelassen, um die Schwachstellen der Verteidigung zu erkennen und damit die wichtigsten Schalter der zellulären Sicherheitsstrategie identifiziert.“

Die Forscher entdeckten, dass die verschiedenen Viren bei ihrem Angriff meist zwei verschiedene Strategien verfolgen: Die einen versuchen, zelluläre Kommunikationswege und sowie die Koordination der Zelle zu unterbinden. Die anderen versuchen dagegen, gezielt Prozesse zu steuern. Der Vergleich der verschiedenen Virenfamilien zeigte auch, dass verwandte Viren oft ähnliche Angriffsstrategien verfolgen. So greifen zum Beispiel Grippeviren, Hepatitis C- und Herpesviren alle in den gleichen zellulären Prozess ein. Durch die Ergebnisse könnte es in Zukunft möglich sein, Viren nach ihren Strategien und genutzten Zielmolekülen zu unterscheiden und so neue zielspezifische Therapieansätze zu entwickeln.

Originalveröffentlichung:
A. Pichlmair et al.; Viral immune modulators perturb the human molecular network by common and unique strategies. Nature, July 18, 2012