Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hepatitis C-Viren nutzen Überlebensstrategie infizierter Zellen für eine chronische Infektion aus

06.09.2012
Wissenschaftler des Universitätsklinikums und der Universität Heidelberg zeigen: Viren profitieren vom Wechselspiel aktiver und passiver Phasen der Eiweißproduktion in infizierten Zellen / Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Cell, Host & Microbe“

Zellen wehren sich gegen Virusinfektionen, indem sie ihre eigene Eiweißproduktion stoppen – und damit gleichzeitig die Bildung neuer Viren. Diese Ruhephasen wechseln sich mit aktiven Phasen ab, in denen die Eiweißbildung wieder in Gang kommt, denn ein zu langes Abschalten führt zum Zelltod.


Zellen, die mit dem Hepatitis C-Virus infiziert sind (rot, wobei der Zellkern grün markiert ist) durchlaufen Stressphasen, erkennbar an den grünen Punkten. Diese Stress-Granula bilden sich im Zellinnern, wenn die Proteinproduktion gestoppt wird, und lösen sich auf, wenn sie wieder in Gang kommt.

Foto: Universitätsklinikum Heidelberg

Hepatitis C-Viren nutzen dieses Wechselspiel aus, um sich dauerhaft in der Zelle einzunisten, wie Wissenschaftler des Departments für Infektionskrankheiten am Universitätsklinikum Heidelberg und des BioQuant Center der Universität Heidelberg jetzt herausfanden. Die Forschungsergebnisse, die aktuell im Journal „Cell, Host & Microbe“ veröffentlicht wurden, tragen grundlegend zum Verständnis des komplexen Wechselspiels bei der Etablierung einer chronischen Virusinfektion bei.

Geraten Körperzellen in Stress, z.B. durch eine eingeschränkte Versorgung mit Nährstoffen oder Sauerstoff, fahren sie die Neubildung zelleigener Eiweiße (Proteine) herunter. So sparen sie Energie, um notfalls Zellschäden reparieren und unter widrigen Bedingungen eine bestimmte Zeit überleben zu können. Eben dieser Schutzmechanismus wird auch aktiviert, wenn sich im Zellinnern bestimmte Viren wie etwa das Hepatitis C-Virus vermehren.

Das ist sinnvoll: Die Viren zwingen die infizierte Wirtszelle dazu, neue Erreger nachzubauen. Dazu muss sie zunächst bestimmte Proteine herstellen, deren Bauanleitung sich auf dem Virenerbgut befindet. Drosselt die Zelle die Proteinproduktion, können auch keine neuen Viren entstehen. Wenn die Proteinproduktion jedoch sehr lange gehemmt wird, stirbt die Wirtszelle, was ebenfalls die Virusproduktion unterbindet, allerdings den Wirtsorganismus schädigt.

„Wir haben uns gefragt, warum trotz dieses Schutzmechanismus so viele Viren entstehen und wie es bei Infektionen mit bestimmten Viren wie etwa dem Hepatitis C-Virus zu einer Chronifizierung kommen kann“, sagt Erstautorin Dr. Alessia Ruggieri, Abteilung Molekulare Virologie des Departments für Infektiologie. Bei einer chronischen Infektion versagt offensichtlich diese zelluläre Abwehr und die Infektion bleibt mitunter lebenslang bestehen. Nach Schätzungen der WHO leiden weltweit rund 170 Millionen Menschen an chronischer Hepatitis C. Sie tragen ein sehr hohes Risiko, an Leberzirrhose und Leberkrebs zu erkranken.

Zelle muss Eiweißproduktion wieder aufnehmen

Die Wissenschaftler studierten mit einer speziellen Mikroskopiertechnik die Vorgänge in lebenden, mit Hepatitis C-Viren infizierten Leberzellen. Dazu entwickelte ein Team um Privatdozent Dr. Karl Rohr, Leiter der Biomedical Computer Vision Group am BioQuant Center der Universität Heidelberg, ein neues Verfahren, um die Vorgänge im zeitlichen Verlauf verfolgbar zu machen. Als Marker für den aktivierten Schutzmechanismus dienten sogenannte Stress-Granula: Diese kleinen Körnchen bilden sich im Zellinnern, wenn die Proteinproduktion gestoppt wird, und lösen sich auf, wenn sie wieder in Gang kommt. Die Granula verrieten: In den infizierten Zellen wechseln sich beständig Phasen unterdrückter und aktiver Proteinproduktion ab.

Das Team identifizierte zudem die zwei Zellfaktoren, die den kontinuierlichen Wechsel kontrollieren: Die Protein-Kinase R erkennt bestimmte Zwischenstufen der Virusvermehrung und blockiert unmittelbar die Bildung weitere Proteine in der Zelle. Gleichzeitig wird auch ein Zellfaktor aktiviert, der die Blockade wieder aufhebt, die Protein-Phosphatase 1. „Mit Hilfe dieses Proteins kann die Zelle ihren Stoffwechsel vorübergehend wieder aufnehmen, andernfalls würde sie sehr schnell zugrunde gehen“, erklärt Dr. Ruggieri. Da beide Faktoren in der infizierten Zelle kontinuierlich aktiv sind, läuft die Proteinproduktion nach kurzer Zeit wieder an, um dann erneut gestoppt zu werden; das System oszilliert.

Dieser beständige Wechsel zwischen aktiver und inaktiver Proteinproduktion reicht einerseits für eine effektive Vermehrung des Hepatitis C Virus aus, andererseits wird eine zu lange Hemmung der Proteinproduktion verhindert, so dass die Zelle nicht abstirbt. „Damit scheint dieser Pendelmechanismus eine chronische Infektion sogar zu begünstigen, da die Zellen trotz Virusinfektion überleben“, sagt Professor Dr. Ralf Bartenschlager, Leiter der Abteilung für Molekulare Virologie am Department für Infektiologie. „Diese Ergebnisse sind ein wichtiges Puzzleteil, um die komplexe Interaktion zwischen Viren und Wirtszelle zu verstehen.“

Literatur:
Alessia Ruggieri, Eva Dazert, Philippe Metz, Sarah Hofmann, Jan-Philip Bergeest, Johanna Mazur, Peter Bankhead, Marie-Sophie Hiet, Stephanie Kallis, Gualtiero Alvisi, Charles E. Samuel, Volker Lohmann, Lars Kaderali, Karl Rohr, Michael Frese, Georg Stoecklin, Ralf Bartenschlager: Dynamic Oscillation of Translation and Stress Granule Formation Mark the Cellular Response to Virus Infection. Cell Host & Microbe, Volume 12, Issue 1, 71-85, 19 July 2012

Internet: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Molecular-Virology.104862.0.html

Kontakt:
Prof. Dr. Ralf Bartenschlager
Department für Infektiologie
Leitender Direktor der Abteilung Molekulare Virologie
Tel.: 06221 56-4569
E-Mail: Ralf.Bartenschlager@med.uni-heidelberg.de

Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 11.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 50 Departments, Kliniken und Fachabteilungen mit ca. 2.000 Betten werden jährlich rund 550.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.600 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland.

Bei Rückfragen von Journalisten:
Dr. Annette Tuffs
Leiterin Unternehmenskommunikation / Pressestelle
des Universitätsklinikums Heidelberg und der
Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 56-4536
Fax: 06221 56-4544
E-Mail: annette.tuffs@med.uni-heidelberg.de

Julia Bird
Referentin Unternehmenskommunikation / Pressestelle
des Universitätsklinikums Heidelberg und der
Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 56-7071
Fax: 06221 56-4544
E-Mail: julia.bird@med.uni-heidelberg.de

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Molecular-Virology.104862.0.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise