News: Entkleidungshemmschuh
Warum sind Affen gegen das AIDS-Virus gefeit, während beim Menschen eine Infektion fatale Folgen nach sich zieht? Des Rätsels Lösung könnte in einem kleinen Protein liegen: Es verhindert, dass sich das Virus zur Vermehrung entkleidet.
© National Institute of Allergy and Infectious Diseases (Ausschnitt)
Über 40 Millionen Menschen sind bereits mit dem AIDS-Erreger, dem humanen Immunschwäche-Virus HIV, infiziert. Inzwischen existieren zwar Medikamente, die den Ausbruch der Krankheit hinauszögern können, eine Heilung gibt es jedoch nach wie vor nicht. Gelingt es den Viren, in die Zellen des menschlichen Immunsystems einzudringen und sich hier zu vermehren, dann bricht früher oder später die Krankheitsabwehr des Körpers zusammen. Die Folgen sind schließlich tödlich.
Um das HI-Virus wirksam zu bekämpfen, müsste seine Vermehrung in den eroberten Zellen gestoppt werden. Im Groben sind die einzelnen Schritte dieses Vermehrungszyklusses schon lange bekannt: Sobald das Virus in die Zelle eingedrungen ist, entledigt es sich seiner Lipid- und Proteinhülle und schreibt sein Erbgut, einen RNA-Strang, mit einem eigenen Enzym, der reversen Transkriptase, in DNA um, die anschließend in das Genom der Wirtszelle eingebaut wird. Die Zelle hört nun nur noch auf das Kommando des Eindringlings: Sie produziert virale Proteine und RNA-Stränge, die zu Scharen neuer Viren zusammengebaut werden und schließlich ihren Wirt auf der Suche nach weiteren Opfern verlassen.
Doch die Einzelheiten dieses fatalen Kreislaufs liegen noch immer im Dunkeln, wie Joseph Sodroski vom Dana-Faber Cancer Institute erklärt: "Mit den Jahren haben wir ziemlich viel darüber herausgefunden, wie HIV in die Zellen eindringt. Kürzlich konnten wir die letzten Phasen des Lebenszyklusses des Virus beschreiben, wie es die Zelle verlässt. Doch die Schritte zwischen dem Eindringen des Virus und dem Umbau der viralen RNA in DNA blieben eine Blackbox."
Bei dem Versuch, etwas Licht in dieses Dunkel zu bringen, machte Matthew Stremlau aus Sodroskis Arbeitsgruppe jetzt eine spannende Entdeckung. Der Wissenschaftler wollte herausfinden, warum bei Affen, von denen das tödliche Virus vermutlich stammt, eine HIV-Infektion meist folgenlos bleibt. Deswegen bauten er und seine Kollegen Gene von Rhesusaffen in HeLa-Zellen ein – eine menschliche Krebszelllinie, die aufgrund ihrer ständigen Teilungsfähigkeit gerne in der Forschung eingesetzt wird – in der Hoffnung, ein Gen aufzuspüren, das gegen HIV schützt.
Und tatsächlich: Zwei der manipulierten und anschließend mit HIV infizierten HeLa-Klone waren resistent. Wie sich herausstellte, besaßen sie die Bauanleitung für ein Protein namens TRIM5-alpha – und genau jenes Protein stoppt einen entscheidenden Schritt beim Vermehrungszyklus des AIDS-Virus: das Auspacken seines Erbguts.
Offensichtlich verhindert TRIM5-alpha auf noch unbekannte Weise, dass das Virusgenom seine Hülle verlassen kann. Damit erreicht das virale Erbgut nicht das Wirtsgenom, die Infektion bleibt folgenlos.
Weitere Experimente ergaben, dass menschliche Zellen zwar ebenfalls Proteine besitzen, die TRIM5-alpha ähneln, sie arbeiten allerdings längst nicht so effektiv. Umgekehrt schützt der Entkleidungshemmer nicht vor SIV – der HIV-Variante, unter denen Affen leiden.
"Die Entdeckung ist äußerst aufregend", meint Nabila Wassef vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases. "TRIM5-alpha trifft HIV mitten ins Herz und verhindert so den Ausbruch der Infektion. Wie wir wissen, kann AIDS behandelt, aber nicht geheilt werden. Dies liegt zum Teil daran, dass HIV in der Lage ist, permanent im Körper zu verbleiben. Wenn wir einen Weg finden, das Virus außer Gefecht zu setzen, bevor es die Chance hat, sich zu vermehren, dann könnte das Problem der latenten Infektion gelöst werden."
Um das HI-Virus wirksam zu bekämpfen, müsste seine Vermehrung in den eroberten Zellen gestoppt werden. Im Groben sind die einzelnen Schritte dieses Vermehrungszyklusses schon lange bekannt: Sobald das Virus in die Zelle eingedrungen ist, entledigt es sich seiner Lipid- und Proteinhülle und schreibt sein Erbgut, einen RNA-Strang, mit einem eigenen Enzym, der reversen Transkriptase, in DNA um, die anschließend in das Genom der Wirtszelle eingebaut wird. Die Zelle hört nun nur noch auf das Kommando des Eindringlings: Sie produziert virale Proteine und RNA-Stränge, die zu Scharen neuer Viren zusammengebaut werden und schließlich ihren Wirt auf der Suche nach weiteren Opfern verlassen.
Doch die Einzelheiten dieses fatalen Kreislaufs liegen noch immer im Dunkeln, wie Joseph Sodroski vom Dana-Faber Cancer Institute erklärt: "Mit den Jahren haben wir ziemlich viel darüber herausgefunden, wie HIV in die Zellen eindringt. Kürzlich konnten wir die letzten Phasen des Lebenszyklusses des Virus beschreiben, wie es die Zelle verlässt. Doch die Schritte zwischen dem Eindringen des Virus und dem Umbau der viralen RNA in DNA blieben eine Blackbox."
Bei dem Versuch, etwas Licht in dieses Dunkel zu bringen, machte Matthew Stremlau aus Sodroskis Arbeitsgruppe jetzt eine spannende Entdeckung. Der Wissenschaftler wollte herausfinden, warum bei Affen, von denen das tödliche Virus vermutlich stammt, eine HIV-Infektion meist folgenlos bleibt. Deswegen bauten er und seine Kollegen Gene von Rhesusaffen in HeLa-Zellen ein – eine menschliche Krebszelllinie, die aufgrund ihrer ständigen Teilungsfähigkeit gerne in der Forschung eingesetzt wird – in der Hoffnung, ein Gen aufzuspüren, das gegen HIV schützt.
Und tatsächlich: Zwei der manipulierten und anschließend mit HIV infizierten HeLa-Klone waren resistent. Wie sich herausstellte, besaßen sie die Bauanleitung für ein Protein namens TRIM5-alpha – und genau jenes Protein stoppt einen entscheidenden Schritt beim Vermehrungszyklus des AIDS-Virus: das Auspacken seines Erbguts.
Offensichtlich verhindert TRIM5-alpha auf noch unbekannte Weise, dass das Virusgenom seine Hülle verlassen kann. Damit erreicht das virale Erbgut nicht das Wirtsgenom, die Infektion bleibt folgenlos.
Weitere Experimente ergaben, dass menschliche Zellen zwar ebenfalls Proteine besitzen, die TRIM5-alpha ähneln, sie arbeiten allerdings längst nicht so effektiv. Umgekehrt schützt der Entkleidungshemmer nicht vor SIV – der HIV-Variante, unter denen Affen leiden.
"Die Entdeckung ist äußerst aufregend", meint Nabila Wassef vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases. "TRIM5-alpha trifft HIV mitten ins Herz und verhindert so den Ausbruch der Infektion. Wie wir wissen, kann AIDS behandelt, aber nicht geheilt werden. Dies liegt zum Teil daran, dass HIV in der Lage ist, permanent im Körper zu verbleiben. Wenn wir einen Weg finden, das Virus außer Gefecht zu setzen, bevor es die Chance hat, sich zu vermehren, dann könnte das Problem der latenten Infektion gelöst werden."
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