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Infektiologie 7. Mai 2008

Als Zellabfall getarnt

Mit vielen Tricks verschaffen sich Viren Zugang zu Zellen. Schweizer Forscher haben nun eine bis jetzt unbekannte Strategie entdeckt: Das Vaccinia-Virus tarnt sich als Zellabfall, löst bei Zellen die Bildung von Ausstülpungen aus und gelangt auf diesem Weg ins Zellinnere. Das Vaccinia-Virus ist ein großes komplexes Virus, das zur Familie der Pockenviren gehört. Aufgrund seiner Größe bedient sich das Virus einer besonderen Strategie, um in Zellen einzudringen. Prof. Dr. Ari Helenius vom Institut für Biochemie der ETH Zürich hat die Infiltrationstechniken des Virus beforscht.
Um in eine Zelle einzudringen, nutzt das Vaccinia-Virus das zelluläre Abfallwesen aus. Stirbt eine Zelle, nehmen benachbarte Zellen die Bruchstücke auf. Die Zellen erkennen den verwertbaren Abfall an einem besonderen Molekül, das auf der Innenseite der Doppelmembran von Zellen sitzt. Sobald eine Zelle stirbt, wird die Membran nach außen gekehrt und ist aufgrund des Moleküls als Abfall markiert.
Diese Abfallmarkierung trägt auch das Vaccinia-Virus auf seiner Oberfläche. Der Krankheitserreger tarnt sich also als Abfall und täuscht so Zellen, die Bruchstücke von toten Zellen aufnehmen.
In ihrer Arbeit, über die sie im Science vom 25. April 2008 (Vol. 320. No. 5875) berichten, zeigen die ETH-Forscher, dass sich das Vaccinia-Virus mit Hilfe von langen fadenförmigen Filopodien zur Zelle hinbewegt. Sobald die Filopodien auf der Zellmembran auftreffen, bildet sich dort eine Ausstülpung, ein Bleb. Auslöser für die Bildung einer Ausstülpung ist das Virus selbst. Es „klopft“ mit einem Botenstoff an, löst dadurch im Innern der Zelle eine Signal-Kettenreaktion aus, so dass sich der Bleb bildet. Das Virus wird umfasst und in die Zelle eingeschleust.
„Die Viren sind Trojanische Pferde, die nach Troja hinein wollen. Die Trojaner sind die vielen Proteine, welche die Signale übermitteln und die Aufnahme des unwillkommenen Gastes einleiten“, sagt Helenius. Um herauszufinden, welche Trojaner das Virus hereinlassen, untersuchten die Forscher über 7.000 verschiedene Proteine.
Schließlich ließen sich rund 140 potenzielle Kandidaten, die maßgeblich an der Signalkette beteiligt sind, eingrenzen. Als besonders „hilfsbereit“ für den Virus entpuppte sich ein Enzym, die Kinase PAK1. Ohne PAK1 bildet die angegriffene Zelle keine Ausstülpungen.
Helenius und sein Team forschen intensiv an der Frage, wie es den verschiedenen Viren gelingt, in Körperzellen einzudringen. Über den Mechanismus der Vaccinia-Viren war bisher nur wenig bekannt. „Diese Strategie ist für uns neu“, meint der Forscher. Dieselbe Strategie wie Vaccinia-Viren nutzen wahrscheinlich auch andere große Viren, wie Herpes-, Adeno- und HI-Viren.

ETH Zürich

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