Wissenschaftler entschlüsseln das Rätsel, wie Viren ihre Wirtszellen erkennen

Alexander Stindt

Erkenntnis könnte in Zukunft zu neuen Therapien führen

Sicherlich ist den meisten Menschen bekannt, dass Viren allerlei Erkrankungen auslösen können. Dafür müssen die Viren allerdings zuerst in das Innere der menschlichen Zellen eindringen. Forscher fanden jetzt heraus, wie Viren in der Lage sind die sogenannten Membranoberflächen ihrer Wirtszellen erkennen zu können. Durch die Ergebnisse der Untersuchung könnten in Zukunft möglicherweise neue Therapien entwickelt werden.

Die Wissenschaftler der Georg-August-Universität Göttingen konnten bei einer aktuellen Untersuchung feststellen, wie Viren die Membranoberflächen ihrer Wirtszellen erkennen. Auf Basis der Studienergebnisse könnten neue Formen der Behandlung entwickelt werden, welche Zellen vor dem Eindringen von Viren schützen. Die Experten veröffentlichten eine Pressemitteilung zu den Ergebnisse ihrer Studie.

Das Wissen über Viren und Bakterien sowie deren Bekämpfung ermöglichte beispielsweise Impfprogramme, durch welche viele Erkrankungen nahezu ausgerottet werden konnten. Forscher entdeckten jetzt, wie Viren bestimmte Wirtszellen erkennen können. (Bild: bluedesign/fotolia.com)

Erkennungsmechanismus von Viren wurde entschlüsselt

Das Forscherteam hat unter der Beteiligung der Universität Göttingen den Erkennungsmechanismus von Viren entschlüsselt. Mit der Hilfe dieses Mechanismus können die Viren in menschliche Zellen eindringen und uns krank machen. Durch die Aufklärung des molekularen Puzzles könnten in naher Zukunft neue Therapien entwickelt werden, welche beispielsweise Epidemien wie Zika- und Denguefieber verhindern.

Viren müssen in Wirtszellen eindringen um sich zu vervielfältigen

Viren sind nicht in der Lage ihr genetisches Material selbst zu vervielfältigen. Dafür müssen die Viren in sogenannte Wirtszellen eindringen. Bisher stellte sich allerdings die Frage, wie Viren diese Wirtszellen erkennen. Das Forscherteam des Institut Pasteur in Paris und des Göttinger Zentrums für Molekulare Biowissenschaften (GZMB) stellten bei einer gemeinsamen Untersuchung fest, dass Viren in der Lage sind passende Wirtszellen anhand der Zusammensetzung der Zellmembran zu erkennen.

Viren nutzen Fusionsproteine um an Zellen anzudocken

Die Zellenoberfläche besteht aus einer beweglichen Schicht von Fettmolekülen (Lipiden). Diese zeigen jeweils mit ihrer sogenannten Kopfgruppe nach außen. Wenn Viren versuchen Lipide zu erkennen, um dann an ihnen anzudocken, nutzen sie dafür eine Art Verbindungsstück. Als dieses fungieren Fusionsproteine an der Außenhülle von Viren.

Durch Insekten übertragene Viren verfügen über Fusionsproteine der Klasse II

Es gibt einige Viren, welche durch Insekten übertragen werden können. Dazu zählen beispielsweise auch die Auslöser des gefährlichen Zika-, Dengue- und Gelbfiebers. Alle diese Viren verfügen über Fusionsproteine der Klasse II mit einer sehr ähnlichen molekularen Struktur. Aus diesem Grund nutzen alle diese Viren den selben Mechanismus zur Identifikation von Wirtszellen und zum anschließenden Eindringen.

Mediziner untersuchen das Fusionsprotein Gc des Rifttalfieber-Virus

Das Forscherteam analysierte bei der Untersuchung als Beispiel für Klasse-II-Viren das Fusionsprotein Gc des Rifttalfieber-Virus. Das sogenannte Rifttalfieber ist eine Erkrankung, welche vor allem in Afrika bei Wiederkäuern auftritt. „Wir konnten im Computer nachbilden, wie das Gc-Protein die Lipid-Kopfgruppen bindet und sich damit an der Wirtszelle verankert“, erklärt GZMB-Gruppenleiter Dr. Jochen Hub in der Pressemitteilung.

Studie konnte nur mit der Hilfe von Hochleistungscomputern durchgeführt werden

„Für die Simulationen war monatelanger Rechenaufwand von Hochleistungscomputern notwendig, aber so können wir nun den Erkennungsmechanismus des Virus für Membranen auf molekularer Ebene verstehen“, fügt der Experte hinzu. Die bei der Studie festgestellten Ergebnisse sind durchaus sehr wichtig, weil diese nicht nur das sogenannte Rifttalfieber betreffen. Mit der Hilfe der neu gewonnenen Erkenntnisse wird es in Zukunft möglich sein effektive Medikamente zu entwickeln. Diese könnten dann die Bindestelle für Lipide blockieren und so mögliche Infektionen mit den bereits oben genannten Viren verhindern, behaupten die Wissenschaftler. (as)