AIDS-Viren: Evolution im Zeitraffer

Die humanen Immundefizienzviren (HIV), die Erreger von AIDS, zeichnen sich durch eine extrem hohe genetische Variabilität aus. Dies stellt ein erhebliches Problem für die AIDS-Therapie dar, weil in vielen Patienten rasch HIV-Varianten auftreten, die gegen verschiedene Medikamente resistent sind und erschwert die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffes. Weiterhin kann sich das Virus aufgrund seiner Variabilität der Kontrolle durch das Immunsystem entziehen und sich rasch an den jeweiligen menschlichen Wirt anpassen.

In einem von der Wilhelm-Sander-Stiftung geförderten Projekt untersuchte die Arbeitsgruppe von Professor Kirchhoff an der Universität Ulm, wie sich HI-Viren im infizierten Menschen verändern, um sich an den unterschiedlichen Immunstatus des Wirtes während der fortschreitenden Zerstörung des Immunsystems anzupassen. Aufgrund der hohen Fehlerrate der viralen Reversen Transkriptase (etwa 1 Fehler pro 10000 Nukleotiden), der sehr kurzen Generationszeit des Virus (etwa 2 Tage) und der großen Anzahl an Viruspartikeln (bis zu 1011 in manchen AIDS-Patienten) läuft die Evolution der Immundefizienzviren etwa eine Million mal rascher ab als die des Menschen.

Die Ulmer Forscher untersuchten, wie sich die Funktion des multifunktionellen Pathogenesefaktors Nef im Verlauf der HIV-Infektion verändert. Dieses virale Protein ist von großer Bedeutung für die Pathogenität der Immundefizienzviren. Menschen, die mit nef-defekten HI-Viren infiziert sind, zeigen eine sehr niedrige Virusbeladung und einen stark abgeschwächten Infektionsverlauf. Die Forscher fanden, dass verschiedene Nef-Funktionen im Verlauf der Progression zu AIDS moduliert werden, um die Effizienz der viralen Vermehrung zu verschiedenen klinischen Stadien der HIV-Infektion zu maximieren. Zu Beginn ist Nef besonders aktiv in der Herabregulierung von Klasse I MHC Antigenen. Dadurch werden HIV-infizierte Zellen weniger effektiv von zytotoxischen T Zellen erkannt und eliminiert. Nach dem Zusammenbruch des Immunsystems ist der Selektionsdruck für diese Funktion gering und sie geht häufig verloren. Dafür steigern nef-Gene aus AIDS-Patienten oft besonders effektiv die Virusproduktion infizierter Zellen. Solange das Immunsystem intakt ist, übt Nef also vorzugsweise Funktionen aus, die es dem Virus ermöglichen sich der Kontrolle durch das Immunssystem zu entziehen. Später steigert Nef die Virusvermehrung direkter und erhöht dadurch die Aggressivität von HIV.

Durch diese Untersuchungen möchte die Arbeitsgruppe besser verstehen wie es den Immundefizienzviren gelingt, sich der Kontrolle des Immunssystems zu entziehen und welche viralen Eigenschaften dazu führen, dass diese Viren zur Entwicklung von AIDS führen. Diese Kenntnisse sollen langfristig dazu genutzt werden, wirksamere Therapeutika und Vakzine gegen HIV/AIDS zu entwickeln.

Kontakt:
Prof. Dr. Frank Kirchhoff
Abt. Virologie
Universitätsklinikum
Albert-Einstein-Allee 11, 89081 Ulm
Tel. +49 731 / 5002 33 44 Fax: +49 731 / 5002 3389

Die Wilhelm Sander-Stiftung förderte dieses Forschungsprojekt mit über 190.000 €
Stiftungszweck der Stiftung ist die medizinische Forschung, insbesondere Projekte im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden dabei insgesamt über 160 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.