Prozess der HIV-Bildung in Wirtszellen direkt sichtbar gemacht

1. Dezember 2012, 18:05
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Verfahren gibt neue Einblicke in den vielfach noch unverstandenen Lebenszyklus des AIDS-Erregers

Der HI-Virus zählt zu den am besten untersuchten Krankheitserregern überhaupt - und doch ist dessen Lebenszyklus in vielen Bereichen noch unverstanden. Deutsche Forscher konnten nun mithilfe eines besonderen Antikörpers die Bildung der HI-Erreger in der Wirtszelle erstmals direkt sichtbar machen. Das neue Verfahren könnte in weiterer Folge dabei helfen, neue Medikamente zu entwickeln.

Auch drei Jahrzehnte nach der Entdeckung des tödlichen Virus, ist eine HIV-Infektion noch immer eine verheerende Diagnose. Auch wenn Patienten in den westlichen Ländern von - sehr kostspieligen - antiviralen Medikamenten profitieren, die den Ausbruch von AIDS verhindern können, kann der Seuche vor allem in den Ländern der südlichen Hemisphäre kaum Einhalt geboten werden. Neue Medikamente werden also dringend gesucht, auch weil die alten Therapeutika wegen viraler Resistenzen ihre Wirkung verlieren.

Ein Ansatz dabei ist, Schwachstellen im viralen Vermehrungszyklus zu identifizieren, um die Bildung neuer Viren zu verhindern. Dieser Prozess spielt sich in den menschlichen Zellen ab, weil HIV wie alle Viren auf den Stoffwechsel der Wirtszelle angewiesen ist, um sich zu reproduzieren. Bisher aber konnte die Entstehung neuer Viren mikroskopisch und in Echtzeit nur visualisiert werden, wenn die Viren dafür genetisch verändert und auf diesem Weg markiert wurden.

"Damit konnte das natürlich vorkommende Virus in lebenden Zellen aber nicht nachgewiesen werden", sagt der Biologe Heinrich Leonhardt von der Ludwig-Maximilians-Universität München, der nun mit dem Heidelberger Virologen Hans-Georg Kräusslich ein neues Verfahren entwickelt hat. Die Forscher setzten auf eine bestimmte Art sehr kleiner Antikörper aus Leonhardts Labor, die sogenannten Nanobodies, die hier als eine Art fluoreszierende Sonde spezifisch an das HIV-Protein Gag binden.

Einzigartige Antikörper

Antikörper heften sich an ein jeweils spezifisches Antigen, um es für eine immunologische Abwehrreaktion zu markieren. Nanobodies beruhen dabei auf einer Besonderheit, die sich bei Kamelen und den nahe verwandten Alpakas und Lamas findet: Nur diese Säugetiere verfügen über einzelkettige Antikörper. "Im Vergleich zu konventionellen Antikörpern wie sie etwa der Mensch hat, sind Nanobodies so klein und stabil, dass sie auch in lebenden Zellen ihre wesentliche Funktion der gerichteten Antigenerkennung erfüllen und so zelluläre Moleküle markieren können", sagt Erstautor Jonas Helma.

Das virale Gag-Protein nun, das mit Hilfe der Nanobodies in lebenden Zellen markiert wird, trägt in erster Linie zum Aufbau der Virus-Partikel bei, die dann von der Zellmembran abknospen und in den Organismus freigesetzt werden - um neue Wirtszellen zu befallen. Die hochspezifische Nanobody-Sonde für dieses Protein macht nun den Prozess der HIV-Bildung direkt sichtbar und ist deshalb ein wertvolles Werkzeug für eine Reihe von Anwendungen.

So ließe sich mit Hilfe der Sonde etwa die dynamische Regulation des viralen Zusammenbaus entschlüsseln. Möglich sind nun auch zellbasierte High-Content-Verfahren, bei denen in großem Maßstab nach neuen Inhibitoren gesucht wird, die die virale Synthese stören oder unterbinden. Erstmals lassen sich zudem verschiedene Virus-Subtypen und Mutationen im viralen Erbgut in Echtzeit miteinander vergleichen. (red, derStandard.at, 01.12.2012)

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