Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klebrige Stäbchen im Sperma als HIV-Verstärker: Erstmals Amyloidfibrillen im Sperma nachgewiesen

20.05.2014

Ulmer AIDS-Forschern ist es erstmals gelungen, Amyloidfibrillen in menschlichen Spermaproben tatsächlich nachzuweisen.

Diese stäbchenartigen Eiweißbruchstücke begünstigen die sexuelle Übertragung des AIDS-Erregers offenbar erheblich. Wenn es gelingt, das Zusammenspiel von Fibrillen und Virenpartikeln zu stören, könnte die Übertragungsrate von HIV verringert werden. Ein entsprechender Fachbeitrag von Wissenschaftlern um die Ulmer Professoren Jan Münch und Frank Kirchhoff sowie Dr. Shariq Usmani ist nun in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.


Mikroskopische Aufnahme von Samenflüssigkeit mit Amyloidfibrillen (rot) und Virus (grün)

Abbildung: Usmani

Rund 35,3 Millionen Menschen weltweit lebten laut UNAIDS 2012 mit dem Humanen Immundefizienz Virus (HIV) und etwa genauso viele HIV-Infizierte sind bereits an AIDS gestorben. Möglicherweise haben Eiweißbruchstücke, die stäbchenartige Amyloidfibrillen im menschlichen Sperma ausbilden, wesentlich zur Verbreitung der Immunschwächekrankheit über Sexualkontakte beigetragen.

Die Ulmer Professoren Frank Kirchhoff und Jan Münch haben die als Semen-Enhancer of Virus Infection (SEVI) bezeichneten Fibrillen vor rund sieben Jahren nicht nur entdeckt, sondern auch ihre Funktion als HIV-Verstärker nachgewiesen: Die klebrigen Stäbchen binden Partikel des AIDS-Erregers und erleichtern ihre Anheftung an Zielzellen.

Diese Erkenntnisse hatten die Virologen eher zufällig anhand künstlich hergestellter Peptide aus Samenflüssigkeit erlangt – eigentlich suchten sie nach HIV-Hemmstoffen. Dank einer aufwändigen Methode konnten sie nun erstmals Amyloidfibrillen in natürlichem menschlichen Sperma von gesunden und HIV-infizierten Personen nachweisen.

Im entsprechenden Fachbeitrag in Nature Communications schreiben sie: „Wenn es gelingt, die Interaktion von Fibrillen und Virenpartikeln zu stoppen, könnte die sexuelle Übertragung des AIDS-Erregers unterbunden werden.“ Schließlich seien in Gegenwart von SEVI nur einige wenige Erreger nötig, um eine Zelle zu infizieren. Ohne die Fibrillen seien es 1000-fach mehr Virenpartikel.

„Bisher wurden nahezu alle Fibrillen im menschlichen Körper mit Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson, Diabetes oder systemischen Amyloidosen in Verbindung gebracht. Jetzt konnten wir zeigen, dass derartige Stäbchen sowohl in Spermaproben von gesunden Personen als auch von HIV-Infizierten Männern vorkommen“, sagen Professor Jan Münch und Dr. Shariq Usmani vom Ulmer Institut für Molekulare Virologie.

Der Nachweis der HIV-Verstärker war jedoch herausfordernd und langwierig: Bekannte Methoden aus der Alzheimerforschung konnten nicht übernommen werden, da die Eiweißbruchstücke keineswegs im Gewebe vorliegen, sondern frei in der Samenflüssigkeit schwimmen. Es brauchte also ein interdisziplinäres Team aus Virologen, Biochemikern, Reproduktionsmedizinern und Spezialisten für Mikroskopie, um den Klebestäbchen auf die Spur zu kommen.

Mit einer Kombination aus Elektronen-, Rasterkraft und Fluoreszenzmikroskopie gelang schließlich der Nachweis in allen untersuchten Spermaproben von gesunden oder HIV-infizierten Spendern. Erstautor Dr. Shariq Usmani steuerte sein Wissen zu Amyloid-spezifischen Fluoreszenzfarbstoffen bei, mit denen die Stäbchen angefärbt werden konnten. Die physiologische Funktion der Fibrillen und ihre genaue Zusammensetzung sind jedoch noch nicht geklärt.

„Sie könnten eine Rolle bei der Reproduktion spielen und zum Beispiel die Bewegung von Spermien steuern“, vermutet Jan Münch. Ein genaueres Verständnis sei auch für die mögliche Entwicklung eines Mikrobizids wichtig, das die schädliche Wirkung der Fibrillen unterbinden und so das Risiko einer sexuellen Übertragung reduzieren könnte. Ein solches Präparat hilft vielleicht eines Tages Frauen in Entwicklungsländern, sich gegen Infektionen zu schützen.

Womöglich spielen die in Ulm entdeckten Klebestäbchen im Sperma auch eine Rolle bei anderen sexuell übertragbaren Krankheiten. Die aktuelle Studie gibt also Antworten und wirft gleichzeitig Fragen auf. Die Anzahl der Amyloidfibrillen in den Spermaproben weicht beispielsweise stark voneinander ab. Sind also Männer mit vielen „Stäbchen“ besonders effektive Überträger von HIV?

In weiteren Versuchen wollen die renommierten AIDS-Forscher aus Ulm gemeinsam mit Doktoranden der Internationalen Graduiertenschule für Molekulare Medizin neue Methoden zur Quantifizierung der Fibrillen entwickeln sowie ihre Struktur und Funktion klären. Unterstützt werden sie dabei von Kollegen vor Ort – auch vom Ulmer Zentrum für Peptidpharmazeutika (UPEP) – und in aller Welt.

Die aktuelle Studie wurde von der Volkswagen-Stiftung und der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert – unter anderem mit Mitteln aus Frank Kirchhoffs Leibniz-Preis. Zudem ist Erstautor Shariq Usmani Mitglied der DFG-Nachwuchsakademie OFFSPring. Die verwendeten Proben stammten aus Ulm und aus den Vereinigten Staaten.

Usmani, S. M. et al. Direct visualization of HIV-enhancing endogenous amyloid fibrils in human semen. Nat. Commun. 5:3508. doi: 10.1038/ncomms4508 (2014).

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Jan Münch: Tel. 0731/ 50065151/2
Dr. Shariq Usmani (englisch): Tel.: 0731/ 50065170

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/ncomms/2014/140401/ncomms4508/full/ncomms4508.html

Annika Bingmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz