Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heidelberger Forscher untersuchen zelltoxische Wirkung des Ebola-Virus

13.07.2015

Könnten cholesterin-senkende Medikamente bei der akuten Ebola-Behandlung helfen?

Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben neue Erkenntnisse zur zelltoxischen Wirkung des Ebola-Virus gewonnen. Es ist ihnen gelungen, molekulare Zusammenhänge zwischen dem Ebola-Glykoprotein und dessen Rolle in der Vermittlung von Zelltoxizität zu klären.

Das Team um Prof. Dr. Felix Wieland entdeckte hierbei, dass das Virus-Glykoprotein mit zellulärem Cholesterin interagiert. Daher wurden in den Untersuchungen bestimmte cholesterin-senkende Wirkstoffe eingesetzt. Auf diese Weise gelang es, die Zellschädigung unter Zellkulturbedingungen zu unterdrücken. Diese Forschungsergebnisse bieten möglicherweise neue Ansatzpunkte für eine akute Behandlung der Ebola-Virusinfektion.

Bei grundlegenden Forschungen im Bereich der Membran-Biochemie haben Wissenschaftler der Universität Heidelberg neue Erkenntnisse zur zelltoxischen Wirkung des Ebola-Virus gewonnen. Mit biochemischen und zellbiologischen Methoden ist es ihnen gelungen, molekulare Zusammenhänge zwischen dem Ebola-Glykoprotein und dessen Rolle in der Vermittlung von Zelltoxizität zu klären.

Das Team um Prof. Dr. Felix Wieland am Biochemie-Zentrum (BZH) entdeckte hierbei, dass das Virus-Glykoprotein mit zellulärem Cholesterin interagiert. Daher wurden in den Untersuchungen bestimmte cholesterin-senkende Wirkstoffe eingesetzt.

Nach Angaben der Forscher gelang es auf diese Weise, die Zellschädigung unter Zellkulturbedingungen zu unterdrücken. Diese Forschungsergebnisse bieten möglicherweise neue Ansatzpunkte für eine akute Behandlung der Ebola-Virusinfektion. Sie wurden in „Nature Communications“ veröffentlicht.

Seit 2014 erlebt Westafrika den größten Ebola-Ausbruch der Geschichte. Die Infektionskrankheit, das Ebola-Fieber, hat nach Expertenangaben bis heute mehr als 11.000 Todesopfer gefordert. Die hohe Pathogenität des fadenförmigen Ebola-Virus ist die Folge zahlreicher molekularer Wechselwirkungen zwischen Wirt und Virus. Im Endstadium der Erkrankung kommt es dazu, dass die innerste Zellschicht der Blutgefäße zunehmend durchlässig wird – die Zellen werden aus ihrem Verbund herausgelöst.

Der Verlust dieser sogenannten Endothelbarriere führt beim Wirtsorganismus zu massiven inneren Blutungen. Eine wichtige Rolle bei der Entstehung dieser Hämorrhagie spielt das einzige Hüllprotein des Virus, das Glykoprotein (GP).

Es dient dem Virus zudem auch zum Eintritt in die Wirtszelle und anschließender Beeinflussungzahlreicher zellulärer Funktionen. Das Glykoprotein besteht aus zwei Untereinheiten, die GP1 und GP2 genannt werden. Bislang wurden zellschädigende Wirkungen lediglich der GP1-Untereinheit zugeordnet, wie Moritz Hacke erläutert, der im Team von Prof. Wieland forscht und Erstautor der Studie ist.

Die Heidelberger Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass bereits allein die membrangebundene Untereinheit GP2 für das Auftreten der Zelltoxizität ausreicht. GP2 bewirkt, dass sich zelluläre Verbände auflösen, und ist damit im Falle der Infektion möglicherweise am Verlust der Endothelbarriere des Wirtes beteiligt. Zudem löst sie eine massive Bildung von Filamenten – dies sind dünne, fadenförmige Zellstrukturen – an der Zellmembran der infizierten Zelle aus.

Dies deutet den Autoren zufolge darauf hin, dass die Untereinheit GP2 am Zusammenbau der Virusmembran beteiligt ist. Wie die Forscher in ihren Untersuchungen am Biochemie-Zentrum außerdem herausgefunden haben, verfügt das Ebola-Glykoprotein über ein ungewöhnliches Aminosäure-Motiv, und zwar in seinem sogenannten Membran-Anker.

Dieser Anker besteht aus einer bestimmten Abfolge von Aminosäuren und ist für die Lokalisation des Proteins in der Plasmamembran zuständig. Das besondere Aminosäure-Motiv, das die Heidelberger Forscher im Membran-Anker entdeckt haben, ermöglicht spezifische Interaktionen des Virus-Glykoproteins mit dem Membranlipid Cholesterin im Wirtsorganismus.

„Unsere Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass sowohl die Zelltoxizität des Ebola-Glykoproteins als auch die Filamentbildung an der Wirts-Plasmamembran anhand des Cholesteringehaltes der Zelle reguliert werden könnten“, so Dr. Andreas Ernst vom BZH, der korrespondierender Autor der Studie ist. Die Heidelberger Forscher haben daher in ihren Untersuchungen lipidsenkende Mittel eingesetzt, unter anderem einen bestimmten Cholesterinsenker.

Dies führte nach Angaben der Autoren im Zellkultur-Modell zur Reduktion des zellulären Cholesterins und schließlich zur Unterdrückung des Zell-ablösenden Effektes, der durch das Glykoprotein des Ebola-Virus hervorgerufen wird. „Sollte sich dieser schützende Effekt auch im Organismus bewahrheiten, könnten cholesterin-senkende Medikamente möglicherweise ein hohes Potential für die akute Behandlung einer Ebola-Virusinfektion haben. Deshalb sollen diese biochemisch grundlegenden Beobachtungen in weiteren Studien überprüft werden“, betont Prof. Wieland.

Originalpublikation:
Moritz Hacke, Patrik Björkholm, Andrea Hellwig, Patricia Himmels, Carmen Ruiz de Almodóvar, Britta Brügger, Felix Wieland, and Andreas M. Ernst : Inhibition of Ebola virus glycoprotein-mediated cytotoxicity by targeting its transmembrane domain and cholesterol. Nature Communications (9 July 2015), doi: 10.1038/ncomms8688

Kontakte:
Dr. Andreas M. Ernst
Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg
Telefon (06221) 54-4150
andreas.ernst@bzh.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle
Tel. (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Enzyme als Doppelagenten: Neuer Mechanismus bei der Proteinmodifikation entdeckt
07.07.2020 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Wegweiser für die Wundheilung: Erstmals Kleeblattpeptid synthetisiert
07.07.2020 | Universität Wien

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: Neue Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Im Focus: Robuste Materialien in Schwingung versetzt

Kieler Physikteam beobachtet in Echtzeit extrem schnelle elektronische Änderungen in besonderer Materialklasse

In der Physik werden sie zurzeit intensiv erforscht, in der Elektronik könnten sie ganz neue Funktionen ermöglichen: Sogenannte topologische Materialien...

Im Focus: Excitation of robust materials

Kiel physics team observed extremely fast electronic changes in real time in a special material class

In physics, they are currently the subject of intensive research; in electronics, they could enable completely new functions. So-called topological materials...

Im Focus: Neues Verständnis der Defektbildung an Silizium-Elektroden

Theoretisch lässt sich das Speichervermögen von handelsüblichen Lithiumionen-Batterien noch vervielfachen – mit einer Elektrode, die auf Silizium anstatt auf Graphit basiert. Doch in der Praxis machen solche Akkus mit Silizium-Anoden nach wenigen Lade-Entlade-Zyklen schlapp. Ein internationales Team um Forscher des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung hat jetzt in einzigartiger Detailgenauigkeit beobachtet, wie sich die Defekte in der Anode ausbilden. Dabei entdeckten sie bislang unbekannte strukturelle Inhomogenitäten in der Grenzschicht zwischen Anode und Elektrolyt. Die Erkenntnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen.

Silizium-basierte Anoden können in Lithium-Ionen-Akkus prinzipiell neunmal so viel Ladung speichern wie der üblicherweise verwendete Graphit, bei gleichem...

Im Focus: Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren. Die Ergebnisse sind in Nature Communications veröffentlicht.

Supraleitung ist ein physikalisches Phänomen, das bei niedrigen Temperaturen in vielen Materialien auftritt und das sich durch einen verschwindenden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz QuApps zeigt Status Quo der Quantentechnologie

02.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Social Learning in der Firma und virtuelle Seminarräume für Mitarbeiter

07.07.2020 | Seminare Workshops

„Maschinen-EKG“ soll Umwelt schonen

07.07.2020 | Maschinenbau

Erneuter Weltrekord für speedCIGS

07.07.2020 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics