Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heidelberger Forscher untersuchen zelltoxische Wirkung des Ebola-Virus

13.07.2015

Könnten cholesterin-senkende Medikamente bei der akuten Ebola-Behandlung helfen?

Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben neue Erkenntnisse zur zelltoxischen Wirkung des Ebola-Virus gewonnen. Es ist ihnen gelungen, molekulare Zusammenhänge zwischen dem Ebola-Glykoprotein und dessen Rolle in der Vermittlung von Zelltoxizität zu klären.

Das Team um Prof. Dr. Felix Wieland entdeckte hierbei, dass das Virus-Glykoprotein mit zellulärem Cholesterin interagiert. Daher wurden in den Untersuchungen bestimmte cholesterin-senkende Wirkstoffe eingesetzt. Auf diese Weise gelang es, die Zellschädigung unter Zellkulturbedingungen zu unterdrücken. Diese Forschungsergebnisse bieten möglicherweise neue Ansatzpunkte für eine akute Behandlung der Ebola-Virusinfektion.

Bei grundlegenden Forschungen im Bereich der Membran-Biochemie haben Wissenschaftler der Universität Heidelberg neue Erkenntnisse zur zelltoxischen Wirkung des Ebola-Virus gewonnen. Mit biochemischen und zellbiologischen Methoden ist es ihnen gelungen, molekulare Zusammenhänge zwischen dem Ebola-Glykoprotein und dessen Rolle in der Vermittlung von Zelltoxizität zu klären.

Das Team um Prof. Dr. Felix Wieland am Biochemie-Zentrum (BZH) entdeckte hierbei, dass das Virus-Glykoprotein mit zellulärem Cholesterin interagiert. Daher wurden in den Untersuchungen bestimmte cholesterin-senkende Wirkstoffe eingesetzt.

Nach Angaben der Forscher gelang es auf diese Weise, die Zellschädigung unter Zellkulturbedingungen zu unterdrücken. Diese Forschungsergebnisse bieten möglicherweise neue Ansatzpunkte für eine akute Behandlung der Ebola-Virusinfektion. Sie wurden in „Nature Communications“ veröffentlicht.

Seit 2014 erlebt Westafrika den größten Ebola-Ausbruch der Geschichte. Die Infektionskrankheit, das Ebola-Fieber, hat nach Expertenangaben bis heute mehr als 11.000 Todesopfer gefordert. Die hohe Pathogenität des fadenförmigen Ebola-Virus ist die Folge zahlreicher molekularer Wechselwirkungen zwischen Wirt und Virus. Im Endstadium der Erkrankung kommt es dazu, dass die innerste Zellschicht der Blutgefäße zunehmend durchlässig wird – die Zellen werden aus ihrem Verbund herausgelöst.

Der Verlust dieser sogenannten Endothelbarriere führt beim Wirtsorganismus zu massiven inneren Blutungen. Eine wichtige Rolle bei der Entstehung dieser Hämorrhagie spielt das einzige Hüllprotein des Virus, das Glykoprotein (GP).

Es dient dem Virus zudem auch zum Eintritt in die Wirtszelle und anschließender Beeinflussungzahlreicher zellulärer Funktionen. Das Glykoprotein besteht aus zwei Untereinheiten, die GP1 und GP2 genannt werden. Bislang wurden zellschädigende Wirkungen lediglich der GP1-Untereinheit zugeordnet, wie Moritz Hacke erläutert, der im Team von Prof. Wieland forscht und Erstautor der Studie ist.

Die Heidelberger Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass bereits allein die membrangebundene Untereinheit GP2 für das Auftreten der Zelltoxizität ausreicht. GP2 bewirkt, dass sich zelluläre Verbände auflösen, und ist damit im Falle der Infektion möglicherweise am Verlust der Endothelbarriere des Wirtes beteiligt. Zudem löst sie eine massive Bildung von Filamenten – dies sind dünne, fadenförmige Zellstrukturen – an der Zellmembran der infizierten Zelle aus.

Dies deutet den Autoren zufolge darauf hin, dass die Untereinheit GP2 am Zusammenbau der Virusmembran beteiligt ist. Wie die Forscher in ihren Untersuchungen am Biochemie-Zentrum außerdem herausgefunden haben, verfügt das Ebola-Glykoprotein über ein ungewöhnliches Aminosäure-Motiv, und zwar in seinem sogenannten Membran-Anker.

Dieser Anker besteht aus einer bestimmten Abfolge von Aminosäuren und ist für die Lokalisation des Proteins in der Plasmamembran zuständig. Das besondere Aminosäure-Motiv, das die Heidelberger Forscher im Membran-Anker entdeckt haben, ermöglicht spezifische Interaktionen des Virus-Glykoproteins mit dem Membranlipid Cholesterin im Wirtsorganismus.

„Unsere Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass sowohl die Zelltoxizität des Ebola-Glykoproteins als auch die Filamentbildung an der Wirts-Plasmamembran anhand des Cholesteringehaltes der Zelle reguliert werden könnten“, so Dr. Andreas Ernst vom BZH, der korrespondierender Autor der Studie ist. Die Heidelberger Forscher haben daher in ihren Untersuchungen lipidsenkende Mittel eingesetzt, unter anderem einen bestimmten Cholesterinsenker.

Dies führte nach Angaben der Autoren im Zellkultur-Modell zur Reduktion des zellulären Cholesterins und schließlich zur Unterdrückung des Zell-ablösenden Effektes, der durch das Glykoprotein des Ebola-Virus hervorgerufen wird. „Sollte sich dieser schützende Effekt auch im Organismus bewahrheiten, könnten cholesterin-senkende Medikamente möglicherweise ein hohes Potential für die akute Behandlung einer Ebola-Virusinfektion haben. Deshalb sollen diese biochemisch grundlegenden Beobachtungen in weiteren Studien überprüft werden“, betont Prof. Wieland.

Originalpublikation:
Moritz Hacke, Patrik Björkholm, Andrea Hellwig, Patricia Himmels, Carmen Ruiz de Almodóvar, Britta Brügger, Felix Wieland, and Andreas M. Ernst : Inhibition of Ebola virus glycoprotein-mediated cytotoxicity by targeting its transmembrane domain and cholesterol. Nature Communications (9 July 2015), doi: 10.1038/ncomms8688

Kontakte:
Dr. Andreas M. Ernst
Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg
Telefon (06221) 54-4150
andreas.ernst@bzh.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle
Tel. (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Studie entschlüsselt neue Diabetes-Gene
22.01.2018 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft
22.01.2018 | Humboldt-Universität zu Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics