Erstmals Bilder einer HIV-Infektion

13. Dezember 2002, 21:09
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US-Forscher filmten den Weg einzelner Teilchen in den Zellkern plus die Inbetriebnahme

Chicago - Weltweit erstmals präsentieren Forscher der University of Illinois/Chicago (UIC) mit einem Zeitraffer-Mikroskop Bilder einer HIV-Infektion. Die Bilder zeigen eine frühe HIV-Infektion in lebenden Zellen. Gefilmt wurden einzelne HIV-Teilchen auf dem Weg in den Zellkern von menschlichen Zellen und die Inbetriebnahme der genetischen Maschinerie. Dies ist der erste Schritt in der Zerstörung des Immunsystems, der zu Aids führt.

Die Farbbilder und der 23-minütige Film bieten nicht nur Einblicke von "HIV in Action", sondern beweisen auch, dass HIV die Assistenz des Wirten zur Schädigung der Immunabwehr in Anspruch nimmt. Die Bilder zeigen das Virus auf dem Weg entlang der Mikrotubuli, also des elektronenmikroskopisch erkennbaren Röhrensystems als Teil des Zellskeletts, in den Zellkern. Dafür hakt sich das Virus in das Protein Dynein, den molekularen Motor der Zelle, ein. "Dynein ist gewissermaßen der Sattelschlepper, die Mikrotubuli die Autobahn und die HIV-Partikel die Last", erklärte der Co-Autor der Studie David McDonald.

Fluoreszenz machte sichtbar

Die kleinen HIV-Teilchen haben einen Durchmesser von einem zwölf-millionstel Zentimeter. Um den Nukleus zu erreichen, müssen sie eine um das 500-fache größere Distanz als ihre eigene Struktur überwinden. Hinzu kommt, dass der Weg durch zelluläre Strukturen blockiert ist, von den "Kraftwerken" der Zelle, den so genannten Mitochondrien bis hin zu Proteinen. Wie sie es dennoch schaffen, bewiesen die Forscher durch Fluoreszenz. Sie statteten die Partikel mit einem grün fluoreszierenden Protein aus. Die Mikrotubuli der Wirtszelle leuchteten durch die Inkorporation eines weiteren fluoreszierenden Proteins in ihre Bausteine dunkelrot.

Die Bilder der mit HIV infizierten lebenden Zellen wurden dann unter einem Mikroskop in 15-Sekunden-Intervallen geschossen und zu einem Film zusammengefügt. Die "Reise" dauert zwischen zwei und vier Stunden. Die Wissenschaftler sahen, dass das Virus an der Peripherie des Zellkerns Komplexe mit dem genetischen Material der Wirtszelle bildet. Damit wird dem Virus das "Werkzeug" zur eigenen Reproduktion bereitgelegt. Die Funktion von Dynein bestätigten die Forscher durch einen Antikörper-Zusatz. Dieser blockierte den molekularen Motor. Stoppte der Motor, lagen die viralen Partikel in der Wirtszelle verstreut und nicht um den Zellkern versammelt.

Thomas Hope, Co-Autor der Studie, will die für die HIV-Forschung entwickelte Technik für das Studium an Ebola ausdehnen. In der Ebola-Forschung tappt die Forschung in vielen Bereichen noch im Dunkeln. Über die Biologie des tödlichen Virus und den Eintritt in die Zelle ist noch wenig bekannt. (pte)

  • Zwei mit HIV infizierte Zellen (grüne Partikel).
    foto: uic

    Zwei mit HIV infizierte Zellen (grüne Partikel).

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