Im Inneren der Mutationsmaschine

7. Mai 2013, 20:31
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Wie das Immunsystem auf Bakterien und Viren reagiert, erforscht der Molekularbiologe Rushad Pavri in Wien - Und erzählt, wie man eventuell eine HIV-Impfung entwickeln könnte

"Während wir miteinander reden, bekämpft unser Körper unzählige Keime", sagt Rushad Pavri. "Es ist ein unsichtbarer Kampf hinter den Kulissen. Spürbar wird er allenfalls dann, wenn wir krank sind - also wenn unser Immunsystem Probleme mit einem Erreger hat." Pavri sitzt an seinem Schreibtisch im Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie IMP. Im Jänner ist er von New York nach Wien übersiedelt. An der Wand seines Büros hängt eine weiße Tafel, darauf stehen Vokabel und Fallendungen. Vor einer Stunde habe er die letzte Grammatiklektion erhalten.

Das sei ein ungewohntes Gefühl, sagt der aus Mumbai stammende Molekularbiologe. "In Indien spricht jeder zwei bis drei Sprachen. Ich bin mit Hindi, Gujarati und Englisch aufgewachsen. Es war ganz natürlich, diese Sprachen zu lernen. Sie waren einfach da. Um Deutsch zu lernen, muss ich nun Grammatik pauken. Das habe ich schon lange nicht gemacht."

Reservoir von Erregern

Pavri ist Spezialist im Bereich Genregulation. Am IMP nutzt er nun sein Wissen, um eines der großen Rätsel der Immunologie zu lösen. Wie kann unser Körper den permanenten Ansturm von Viren, Bakterien und Pilzen abwehren? Betrachtet man die nackten Zahlen, scheint diese Aufgabe auf den ersten Blick unlösbar. Den begrenzten Mitteln des menschlichen Immunsystems steht nämlich ein unerschöpfliches Reservoir von Krankheitserregern gegenüber.

Im menschlichen Genom gibt es ein paar hundert Gene, die Antikörper herstellen - jene Moleküle also, mit denen Immunzellen Keime markieren und unschädlich machen. Das gelingt allerdings nur dann, wenn die Antikörper an Oberflächenstrukturen der Keime binden. Wissenschafter schätzen, dass ein Mensch im Laufe seines Lebens mit Billionen solcher Bindungsstellen konfrontiert wird. Die Frage ist nur: Wie soll das mit nur ein paar hundert Immungenen funktionieren?

Des Rätsels Lösung: Vielfalt durch Mutation und Selektion. Die Antikörper entstehen in spezialisierten Blutkörperchen, sogenannten B-Zellen. Und diese Zellen tun etwas, das in allen anderen Organen strengstens verboten ist: Sie mutieren wie wild drauflos. "Normalerweise versucht jede Zelle, Fehler im genetischen Material auszubessern", sagt Pavri im Gespräch mit dem Standard. "In den B-Zellen gilt das nicht. Sie führen Mutation sogar aktiv herbei. Und zwar mithilfe eines Enzyms namens AID. Wenn AID da ist, erhöht sich die natürliche Mutationsrate um den Faktor zehntausend", sagt Pavri.

Molekularer Helfer

Sinn des Manövers: Die mutierte Sequenz der Immungene verändert auch die Gestalt der Antikörper. Damit steigt wiederum die Chance, dass unter den Antikörpern einer dabei ist, der an einen neuen Krankheitserreger binden kann. Wie Pavri herausgefunden hat, ist AID jedoch nicht im Alleingang tätig.

Damit die Mutationsmaschine zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Ort gelangt, benötigt sie einen molekularen Helfer namens "Spt5". Eine Entdeckung, die Rushad Pavri im Fachblatt Cell (Bd. 143, S. 123) publiziert hat, dem wohl renommiertesten Journal des Fachs.

Die Massenproduktion von Antikörpern ist allerdings nicht ganz ohne Risiko. Viele binden nämlich an körpereigene Gewebe und hätten fatale Wirkungen, wenn sie nicht wieder sofort zerstört würden. Vervielfältigt und in den Blutstrom abgegeben werden indes nur jene, die sich tatsächlich gegen den "Feind" richten.

Optimierter Prozess

Der Prozess wurde im Lauf der Evolution optimiert, aber er ist nicht fehlerlos. Ist die negative Auslese der Antikörper zu schwach, droht das Immunsystem seine Zerstörungskraft gegen den eigenen Körper zu richten. Autoimmunerkrankungen sind die Folge.

In anderen Fällen könnte ein bisschen mehr Tempo nicht schaden. Der Aids-Erreger HIV ist deswegen so schwer unter Kontrolle zu bekommen, weil er den Abwehrversuchen des Immunsystems fortgesetzt entwischt. Der Grund: Das Virus mutiert so rasant, dass die B-Zellen einfach nicht mitkommen. Im April berichteten Forscher von der Duke University im Fachjournal Nature (Bd. 496, S. 469) von einem Patienten, dessen Immunsystem den Erreger erstaunlicherweise in Schach halten konnte. Der Afrikaner war zwar mit dem Erreger infiziert, aber er hatte einen wirksamen Antikörperschutz ent- wickelt.

Was zeigt: Auch HIV ist prinzipiell beherrschbar. Die Frage ist nur, ob sich solche Einzelfälle in eine Impfung übersetzen lassen. Pavri: "Die beste Strategie wäre vermutlich, die offenbar stabile Bindungsstelle des Antikörpers am Virus herauszufinden. Dann könnte man eventuell eine HIV-Impfung entwickeln." (Robert Czepel, DER STANDARD, 08.05.2013)

  • Aus Indien nach New York und nun nach Wien: Der Molekularbiologe Rushad Pavri forscht am renommierten Institut für Molekulare Pathologie IMP über das menschliche Immunsystem.
    foto: standard/corn

    Aus Indien nach New York und nun nach Wien: Der Molekularbiologe Rushad Pavri forscht am renommierten Institut für Molekulare Pathologie IMP über das menschliche Immunsystem.

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