Neues Ziel im Kampf gegen HI-Viren entdeckt

Forscher am Universitätsklinikum Heidelberg zeigen: Neue Substanz stört den Aufbau der Virushülle im Reagenzglas

Einen Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer HIV-Medikamente haben Wissenschaftler des Universitätsklinikums Heidelberg entdeckt. In Laborexperimenten gelang es ihnen erstmals, mit einem Eiweißbruchstück (Peptid) den Zusammenbau der Proteinhülle von Virusteilchen zu verhindern, sowie die genaue Angriffsstelle dieses Peptids zu ermitteln. Die viel versprechenden Arbeiten unter Federführung von Professor Dr. Hans-Georg Kräusslich, Direktor der Abteilung Virologie des Universitätsklinikums Heidelberg, wurden jetzt vorab online von der renommierten Fachzeitschrift „Nature Structural and Molecular Biology“ veröffentlicht.

Weltweit leben etwa 40 Millionen Menschen mit einer HIV-Infektion. Im Jahr 2004 kamen rund 5 Millionen Neuinfektionen dazu, 3 Millionen Betroffene starben an der Immunschwächekrankheit AIDS. Und die Zahlen steigen. Neue Medikamente sind notwendig, denn: Eine HIV-Infektion ist immer noch nicht heilbar und das Virus entwickelt schnell Resistenzen gegen die eingesetzten Mittel.

Zusammenbau von Virusteilchen als Ziel für alternative Wirkstoffe

Der Angriff von Viren und ihre Vermehrung im menschlichen Körper läuft in verschiedenen Phasen ab, in denen das Virus unterschiedliche Werkzeuge benutzt – für Forscher potentielle Angriffspunkte, um Medikamente gegen die Eindringlinge zu entwickeln.

Die Heidelberger Wissenschaftler haben einen bestimmten Schritt im Vermehrungszyklus von HIV untersucht, und zwar den Zusammenbau neuer Virusteilchen in infizierten Zellen. Nachdem der Eindringling sich innerhalb der Wirtszelle vermehrt hat, verlassen die noch unreifen Viruspartikel die Zelle. Sie besitzen eine Eiweißhülle, die aus dem so genannten Gag-Protein aufgebaut ist. Außerhalb ihrer Wirtszelle lösen die Viren diese Proteinhülle auf und bilden durch komplexe Umbauprozesse ihre reife und infektiöse Struktur. Nach dieser Reifung umhüllt ein veränderter Eiweißmantel, das so genannte Capsid, die Erbinformation und wichtige Eiweißstoffe des Virus.

„Mit Hilfe einer neuen Substanz konnten wir sowohl den Aufbau der unreifen Gag-Hülle als auch den des Capsids im Reagenzglas verhindern“, fasst Professor Kräusslich die Ergebnisse zusammen. Das Peptid, der „capsid assembly inhibitor“ (CAI), bindet an eine bestimmte Struktur des Gag-Proteins und stört so die Bildung von unreifen und reifen Virusteilchen.

Strukturanalysen zeigen, wie das Peptid an der Virushülle andockt

Ein weiterer Erfolg der Wissenschaftler und ihrer Kooperationspartner: Mittels Röntgenuntersuchungen konnten sie die dreidimensionale Struktur des Komplexes aus CAI-Peptid und Gag-Protein beschreiben und damit die Angriffsstelle der Peptid-Substanz an der Virushülle darstellen – ein neuer Einblick in den molekularen Aufbau von HIV-Partikeln.

Leider können die Forscher die Substanz CAI nicht direkt als Medikament einsetzen, da sie von Zellen nicht aufgenommen wird. „Unsere Labor-Ergebnisse zeigen jedoch einen neuen Angriffspunkt gegen HIV. Sie bilden die Grundlage, um gezielt nach Wirkstoffen mit diesem Angriffspunkt zu suchen und so neue HIV-Medikamente zu entwickeln“, erklärt Professor Kräusslich die Bedeutung der Arbeit.