RSV: Wie entkommt das Virus der Immunabwehr?
Das respiratorische Synzytial-Virus (RSV) kann schwere Erkrankungen der unteren Atemwege verursachen, insbesondere bei Neugeborenen und bei älteren Menschen. Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO müssen weltweit etwa 3,6 Millionen Kinder pro Jahr wegen RSV stationär behandelt werden. Für 100.000 endet die Infektion tödlich. Im laufenden Jahr wurden laut RKI (nach IfSG) hierzulande schon 66.643 Infektionen erfasst. Im vergangenen Jahr waren es 69.238 RSV-Infektionen. Wie es das Virus schafft, der Immunabwehr zu entkommen und welche Veränderungen es in den infizierten Zellen auslöst, war bisher noch nicht vollständig entschlüsselt. Forschende vom TWINCORE, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung, konnten jetzt gemeinsam mit interdisziplinären Kolleginnen und Kollegen aus Würzburg, Regensburg, Braunschweig und Hannover zeigen, wie das Virus in das genetische Programm der Atemwegszellen eingreift, die Immunabwehr hemmt und die Zellfunktion stört.
Einsatz von speziellen Gewebekulturen
„Auf welche Weise das Virus in den Epithelzellen der Atemwege Schaden anrichtet und warum die Immunantwort es nicht besser in Schach hält, war bislang unklar“, sagt Prof. Thomas Pietschmann, Direktor des Instituts für Experimentelle Virologie am TWINCORE in Hannover und Leiter der Studie. Um der Antwort näherzukommen, wurde ein besonderes Zellkulturmodell eingesetzt. Es wurden Atemwegszellen von humanen Spenderinnen und Spendern, die eine Spenderlunge erhalten, kultiviert. „Im Labor wachsen diese Zellen dann zu einem lungenähnlichen Flimmerepithel zusammen, mit Zilienschlag und Schleimbildung“, sagt Prof. Bettina Wiegmann aus der Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie an der Medizinischen Hochschule Hannover und Koautorin der Studie. Die Gewebekultur wurde dann mit RSV infiziert und anschließend durch RNA-Sequenzierungen in jeder einzelnen Zelle die Genaktivität analysiert. „Im Vergleich mit nicht infizierten Zellen erkennen wir, wie tausende von Genen durch die Infektion reguliert werden“, sagt Prof. Emmanuel Saliba, Leiter der Forschungsgruppe „Einzelzellanalyse“ am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) in Würzburg.
Kann Transkriptionsfaktor IRF1 Infektion zurückdrängen?
„Unsere Daten zeigen, dass nur ein Bruchteil der infizierten Zellen überhaupt merkt, dass sie infiziert wurden“, sagt Dr. Sibylle Haid, Wissenschaftlerin in Pietschmanns Institut und gemeinsam mit Kevin Berg (Universität Regensburg) Erstautorin der Arbeit. „Das liegt vermutlich daran, dass nur manche Lungenzellen ausreichende Mengen von Virusdetektoren bilden und damit schnell genug Botenstoffe bilden, um sich selbst und benachbarte Zellen zu schützen.“ Gibt es zu wenige dieser Sensormoleküle, setzt sich das Virus durch, vermehrt sich und unterdrückt dann aktiv diesen Schutzmechanismus. Ein zentraler Botenstoff im Immunsystem ist Interferon, das sowohl direkt antiviral wirkt als auch die sogenannten Interferon-stimulierten Gene (ISGs) aktiviert. „Auch eine Behandlung der Zellen mit Interferon kann das Virus dann nicht beseitigen“, sagt Haid. Es wurde allerdings eine Ausnahme gefunden. Der antivirale Transkriptionsfaktor IRF1 wird von RSV nicht unterdrückt. Es konnte gezeigt werden, dass ein künstliches Anschalten dieses Faktors die RSV-Infektion - zumindest in dem vereinfachten Modell - zurückdrängen kann.
Die Forscherinnen und Forscher fanden auch eine mögliche Erklärung für die Zellschädigung, die RSV verursacht. „In den infizierten Epithelzellen waren auch die Gene gehemmt, die die Zilienbildung steuern“, sagt Haid. „Wir konnten in dieser Arbeit wichtige Erkenntnisse über die Pathologie der RSV-Infektion auf zellulärer Ebene gewinnen und außerdem mit IRF1 einen möglichen vielversprechenden Kandidaten für pharmazeutische Eingriffe identifizieren“, sagt Pietschmann.
Quelle: idw/TWINCORE
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