Viren-Attacken: Wiener Forscher entschlüsseln zelluläre Achillesfersen

21. Juli 2012, 17:16
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Angriffsstrategien von insgesamt 30 Virenarten untersucht - Ergebnisse als Basis für neue antivirale Therapien

Wien - Wiener Wissenschaftern ist es erstmals gelungen, das molekulare Netzwerk, das in menschlichen Zellen an der Abwehr gegen Viren beteiligt ist, umfassend darzustellen und dessen Achillesfersen zu enttarnen. Die Ergebnisse des Vergleichs der Angriffsstrategien 30 bekannter Viren wurden im Fachjournal  "Nature" veröffentlicht. Die Einsichten können die Basis für Untersuchungen zum gezielteren Einsatz bekannter und für die Entwicklung neuer antiviraler Therapien sein.

Der Hintergrund: Viren sind keine vollständigen Zellen. Sie sind darauf angewiesen, in Zellen einzudringen, um diese für ihre Zwecke - die Replikation - zu missbrauchen. Sie nützen die molekulare Maschinerie der Wirtszellen, also zelluläre Eiweiße und deren komplexes Zusammenspiel, um ihre Erbinformation einzubauen, sich zu vervielfältigen und zu vermehren. Damit das gelingen kann, stehen die Viren vor der Herausforderung, der zellinternen Immunabwehr zu entkommen. Aufgrund der beschränkten Größe ihres Erbgutes müssen Viren dabei sehr "geschickt" vorgehen.

Um die zellulären Abwehrmechanismen zu überlisten, nützen die Viren einerseits die Strategie der Camouflage, sie tarnen und maskieren sich, um nicht erkannt zu werden. Eine andere Taktik ist es, die Signalwege der Immunabwehr gezielt zu manipulieren, damit diese nicht Alarm schlägt. Bisherige wissenschaftliche Studien haben sich vor allem auf die Untersuchung einzelner Viren konzentriert und ihre Angriffsstrategien isoliert untersucht. In einem völlig neuen Ansatz hat die Studie von Erstautor Andreas Pichlmair nun erstmals einen anderen Blickwinkel eingenommen und 30 Viren in einer Studie gleichzeitig betrachtet, um Aufschluss über das Gesamtsystem der zellinternen Immunkompetenz zu erhalten.

Der "Feind blieb im Königreich"

Studienleiter und Direktor des Wiener CeMM (Forschungszentrum für Molekulare Medizin) beim AKH Giulio Superti-Furga: "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."

Insgesamt bringt die Studie zwei Strategien der viralen Attacke zum Vorschein: Das ist einerseits, zellinterne Kommunikationswege und Koordinierungsaktivitäten zu unterbinden und andererseits, gezielt Prozesse zu steuern. Dabei gibt es molekulare "Knotenpunkte", die von den Proteinen vieler verschiedener Viren befallen werden. Ein solcher ist das RNA-bindende hnRNP-U, ein Schlüsselprotein in der antiviralen Abwehr, das z.B. von Grippevirus, von Hepatitis C Virus und von Herpesvirus als Ziel genommen wird.

Sehr spezifisch dagegen wirkt ein Protein des Pockenvirus, das bestimmte zelluläre Kinasen (Enzyme) inaktiviert, die in der Regulierung des in der antiviralen Antwort zentralen NF-Kappa B Systems eine Rolle spielen. Ähnlich spezifisch agiert ein Protein des Hepatitis C Virus, das den gezielten Abbau von zellulären Eiweißmolekülen steuert.

Neue Therapieansätze

Wenn man nun die Aktivität aller getesteten viralen Proteine vergleicht und sie den verschiedenen Virusgruppen zuordnet, die anhand ihrer Genomstruktur (z.B. einzelne oder doppelsträngige RNA-Viren, oder DNA-Viren) unterscheidbar sind, so kann man sehen, welche Viren ähnliche und welche verschiedene zelluläre Angriffspunkte vorweisen. So haben verwandte Viren oft, aber eben nicht immer, ähnliche Vorgangsweisen. In der Zukunft sollte es nach dieser Studie möglich sein, Viren auch nach ihren zellulären Zielmolekülen einzuteilen und somit auch neue rationelle Therapieansätze zu entwickeln.

Man hätte insgesamt an die 1.700 Interaktionen zwischen Viren und molekularen Mechanismen des Abwehrsystems untersucht, welche an sich vor Infektionen schützen sollten, fasst Superti-Furga zusammen. Ein derart umfassendes Bild sei bisher für die Interaktionen zwischen Viren und Immunsystem noch nicht erstellt worden. Erstmals könne man auch diese Profile für unterschiedliche Viren vergleichen. Das Wichtigste sei aber wahrscheinlich, dass erstmals gezeigt wurde, wie die Proteinproduktion in von Viren befallenen Zellen derangiert wird. "Normalerweise schlägt die Zelle Alarm und sagt 'Fresst mich' oder 'Ich bring mich um'." Doch für eine "erfolgreiche" Virusinfektion darf genau das nicht geschehen. Deshalb stören Viren offenbar diese Signalwege. (APA/red, derstandard.at, 21.7.2012)

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