Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Türöffner für Grippeviren

19.01.2011
Eine Forschergruppe unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Universität Tübingen zeigt Mechanismen auf, wie eine Influenzavirusinfektion in Gang gebracht, aber auch gehemmt werden kann.

Grippeviren der Gattung Influenza A stellen für den Menschen eine besondere Bedrohung dar. Ihre verschiedenen Varianten können nämlich Artgrenzen überspringen, wie in den letzten Jahren geschehen, etwa vom Schwein oder auch von Vögeln auf den Menschen.

Damit das Influenzavirus sich vermehren und somit eine Infektion sich ausbreiten kann, muss das Virus in den Kern der Körperzellen des infizierten Wirts eindringen. Dazu muss es sich an spezifische Proteine adaptieren (anpassen), die den Weg in den Zellkern vermitteln, Varianten der sogenannten alpha-Importine. Ein Team von Wissenschaftlern, zu denen auch zwei Forscherinnen des Universitätsklinikums Tübingen gehören, hat nun nachgewiesen, dass für die Infektion des Menschen mit Influenza-A-Viren die Protein-Variante Importin-alpha 7 eine entscheidende Rolle spielt.

Diese Erkenntnis, so die Forscher, könnte von therapeutischem Nutzen sein. Eine passagere (vorübergehende) Suppression des Importin-alpha 7 bei Patienten könnte möglicherweise helfen, die Ausbreitung dieser Infektion zu verhindern.

Zellkerne sind durch eine Membran geschützt, durch die nur kleine Moleküle ungehindert eindringen können. Der Importweg von größeren Molekülen und auch der von Viren erfolgt in Abhängigkeit der Importine alpha und beta. Welche Rolle die mittlerweile sechs bekannten, einander sehr ähnlichen Varianten (Isoformen) des alpha-Importins bei der Infektion von Influenzaviren spielen, war bisher nicht bekannt. In der neuen Studie, die am 18. Januar 2011 in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen ist, hat ein Team von Virologen, Immunologen, Biologen und Molekularpathologen aus Deutschland und Großbritannien die Bedeutung von alpha-Importinen für den Verlauf von Influenza-A-Infektionen in Zellkulturen sowie in Mäusen untersucht. Hierbei wurden selektiv einzelne Importin-alpha-Varianten supprimiert (unterdrückt) oder ausgeschaltet. Zu den untersuchten Viren gehörten auch die als Auslöser der sogenannten Vogelgrippe bekannt gewordene Influenza-A-Variante H5N1 und die im Jahr 2009 neu aufgetretene Variante des Typs H1N1v, welche zuerst bei Schweinen beobachtet wurde.

Zweitautorin der Studie ist Prof. Dr. med. Karin Klingel, die stellvertretende Leiterin der Abteilung für Molekulare Pathologie des Instituts für Pathologie am Universitätsklinikum Tübingen. Unterstützt wird sie bei ihrer Arbeit von ihrer Kollegin Dr. med. vet. Martina Sauter. Karin Klingel: „Unsere Arbeit macht deutlich, wie spezifisch Virusproteine auf die verschiedenen alpha-Importinvarianten reagieren und dass diese Unterschiede entscheidend dafür sind, welchen Wirt ein Virus infizieren kann.“

Die Forschergruppe um Gülsah Gabriel vom Heinrich-Pette-Institut für Experimentelle Virologie und Immunologie an der Universität Hamburg und Karin Klingel stellt in ihrer Studie verschiedene Experimente vor, die belegen, dass Vogelgrippeviren Importin-alpha 3 benötigen, während Viren, die an Säugetiere angepasst sind, nicht ohne Importin-alpha 7 effizient replizieren, also neue Nachkommenviren entstehen lassen können. Besonders interessant war der Befund, dass die Vermehrung der neuen Influenzavariante H1N1v offensichtlich von den beiden Importinvarianten alpha-3 und alpha-7 abhängig ist. Karin Klingel: „Wir interpretieren dieses Ergebnis so, dass eine an den Menschen angepasste Influenza-A-Virusinfektion mit einer Spezifität für Importin-alpha 7 einhergeht und dass diese Anpassung bei der Virusvariante H1N1v gerade noch im Gange ist.“

Importin-alpha 3 unterscheidet sich kaum vom Importin-alpha 7, das eher bei Säugetieren relevant ist; beide Varianten sind zu 99 Prozent identisch. Die Forscher schließen daraus, dass die Interaktion von Vogelviren mit Importin-alpha 3 vermutlich als Wegbereiter für die Anpassung der Viren an Säugetiere zu sehen ist.

An Experimenten mit Mäusen konnten die Forscher bestätigen, dass ein Fehlen des Importin-alpha 7 den Verlauf einer Infektion mit der Mausvariante von H7N7 deutlich abschwächt. Bei Mäusen, welche kein Importin-alpha 7 besitzen, blieb die Infektion auf die Lunge beschränkt, während in Wildtypmäusen Virusreplikation in Lunge, Leber und Gehirn nachgewiesen wurde. Frühere Forschungen hatten bereits gezeigt, dass H7N7 auch Zellen des Immunsystems infizieren kann, die sogenannten Makrophagen. Die aktuelle Studie zeigte nun, dass in Tieren, die kein Importin-alpha 7 besitzen, eine Infektion dieser Immunzellen ausblieb. Ähnliche Ergebnisse fanden sich auch bei Infektionen mit H1N1v und H5N1. Die Forscher schließen aus diesen Ergebnissen, dass Importin-alpha 7 offenbar einen entscheidenden Einfluss darauf hat, ob Influenzaviren sich außerhalb der Lunge ausbreiten können und somit weitere Organe befallen werden.

Karin Klingel: „In dieser Studie konnten wir erstmals zeigen, dass die Empfänglichkeit für eine Virusinfektion durch Abschaltung ganz spezifischer zellulärer Proteine reduziert werden kann. Das ist neu. Wir haben überdies gefunden, dass die Anpassung an die Importin-alpha-7-Variante offenbar ganz entscheidend dafür ist, dass eine Influenza-A-Virusvariante für den Menschen pathogen wird. Ob Importin einen über den Kerntransport hinausgehende weitere Funktion hat, zum Beispiel im Rahmen der Virusreplikation, ist unklar. Die genaue Erforschung der molekularen Mechanismen der Anpassung von Influenzaviren an den Menschen bleibt auch künftig eine interessante Forschungsaufgabe.“

Die Studie: Gülsah Gabriel, Karin Klingel, Anna Otte, Swantje Thiele, Ben Hudjetz, Gökhan Arman-Kalcek, Martina Sauter, Tatiana Shmidt, Franziska Rother, Sigrid Baumgarte, Björn Keiner, Enno Hartmann, Michael Bader, George G Brownlee, Ervin Fodor und Hans-Dieter Klenk: Differential use of importin-? isoforms governs cell tropism and host adaptation of influenza virus. Nature Communications, 18. Januar 2011, DOI: 10.1038/ncomms1158

Kontakt:
Prof. Dr. Karin Klingel
Universitätsklinikum Tübingen
Institut für Pathologie
Stellvertretende Leiterin der Abt. Molekulare Pathologie
Liebermeisterstraße 8
72076 Tübingen
Telefon + 49 7071 29-84925
Telefax + 49 7071 29-5334
Karin.Klingel[at]med.uni-tuebingen.de
Universität Tübingen
Hochschulkommunikation
Leiterin Myriam Hönig
Abteilung Presse, Forschungsberichterstattung, Information
Michael Seifert
Telefon +49 7071 29-76789
Telefax +49 7071 29-5566
Michael.seifert[at]uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik