Lippenbläschen ade

Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. Eine Herpeserkrankung ist nicht immer ungefährlich. Im schlimmsten Fall kommt es zu Entzündungen des Nervensystems und des Gehirns. Die Wissenschaftlerin hat zusammen mit ihrem Team und der Abteilung Zellsysteme ein 3-D-Herpesinfektionsmodell entwickelt. Erstmals gelingt es so, das komplizierte Ruhestadium des Virus in ein Hautmodell zu integrieren. Das neue Verfahren wurde jetzt zum Patent angemeldet.

»Herpesviren ziehen sich nach dem Abklingen der Bläschen in Nervenzellen zurück und ruhen da. In diesem Stadium ist nur noch die DNA des Virus nachweisbar«, erläutert die Expertin die Besonderheit des Krankheitserregers. Sobald ein Mensch zu viel Stress oder auch intensiver Sonnenbestrahlung ausgesetzt ist, kann die Nervenzelle das Virus freisetzen. Entlang von Nervenbahnen wandert es an Stellen, an denen es bereits öfter ausgebrochen ist. Die Neuinfektion wird sichtbar.

Bisher genutzte Hautmodelle für Nachweis- und Wirkstofftests gegen das Virus waren nur sehr einfach und konnten das Schlummerstadium des Erregers nicht abbilden. »Wir haben in das zertifizierte Hautmodell des IGB eine neuronale Zelllinie integriert und können erstmals dieses Latenzstadium darstellen. Wie in den menschlichen Nervenzellen sind die Partikel des Virus selbst nicht zu sehen, lediglich die DNA kann man per PCR-Analyse – einer Polymerase-Kettenreaktion – nachweisen«, erläutert die Expertin. Die Forscherin und ihr Team haben das Hautmodell anschließend einer Ultraviolettstrahlung im Wellenlängenbereich von 280 bis 315 Nanometern (UVB) ausgesetzt. Dadurch konnte das Herpes-Virus reaktiviert werden, am Hautmodell trat eine Infektion auf. Auch an einer Co-Kultur gelang der Nachweis dieser Reaktivierung. Dazu setzten die Forscher die latent infizierte neuronale Zelllinie auf einen Träger mit Poren. Die Zellen wurden im Anschluss ebenfalls mit UVB bestrahlt. Das Virus wurde reaktiviert, durchdrang diese Poren, und infizierte Hautkeratinozyten, sprich hornbildende Zellen, die zuvor kultiviert worden waren.

Als Nachweis für die Infektion nutzten die Wissenschaftler einen spezifischen Antikörper, der an ein spezielles Protein auf der Außenhülle des Virus bindet. Mittels dieser Antikörperfärbung konnte die Infektion der Hautzellen durch den reaktivierten Virus aus den Nervenzellen eindeutig gezeigt werden. »Das 3-D-Herpesinfektionsmodell bildet also die In-vivo-Situation genau nach. Tierversuche werden künftig weitgehend überflüssig«, freut sich die Doktorandin Ina Hogk, die von Anfang an bei der Entwicklung des Modells mitgewirkt hat.

Vom 3-D-Herpesinfektionsmodell der IGB-Forscher kann zum einen die Wirkstoffforschung profitieren, zum anderen lassen sich damit Infektionsmechanismen besser untersuchen. Denkbar wäre das Verfahren künftig auch für das Testen neuer Medikamente gegen Gürtelrose, die ebenfalls von einer Herpesvariante ausgelöst wird. Auf der Messe BIO vom 27. bis 30. Juni in Washington DC (German Pavilion, Booth 2305) beantworten die Fraunhofer-Wissenschaftler Fragen zu ihrer Neuentwicklung.