Fresszellen als Komplizen von Viren

25. Juli 2011
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Schleimhautepithelien sind wirksam vor krankmachenden Keimen geschützt. Dennoch gelingt es einzelnen Viren auf unbekannte Weise über die Schleimhaut in den Körper einzudringen. Zellbiologen haben nun einen neuen Infektionsmechanismus identifiziert.

Sie weisen nach, dass die Viren körpereigene Fresszellen für die Infektion benutzen. Die neuen Erkenntnisse sind für Krebsgentherapien und die Entwicklung von anti-viralen Medikamenten von Bedeutung.

Schleimhautepithelien haben auf der Aussenmembran keine Rezeptoren für die Aufnahme von Viren wie z.B. Hepatitis C-, Herpes-, Adeno- oder Polioviren. Auf diese Weise sind Schleimhautepithelien wirksam vor krankmachenden Keimen geschützt. Dennoch gelingt es einzelnen Viren, wie z.B. dem menschlichen Immundefizienz-Virus HIV, über die Schleimhaut in den Körper einzudringen. Wie dieses Eindringen auf molekularer Ebene abläuft, war bislang ein ungelöstes Rätsel. Diskutiert wurden drei Hypothesen: Erstens eine mechanische Beschädigung der Schleimhaut als Ursache, zweitens das Vorhandensein von noch nicht bekannten Rezeptoren auf den Schleimhautzellen oder drittens das Eindringen der Viren mittels einer Art Trojanischen Pferdes. Jetzt ist es Zellbiologen der Universität Zürich erstmals gelungen, den Infektionsmechanismus für Adenoviren zu identifizieren.

Verena Lütschg und Zellbiologen des Molekularbiologischen Instituts unter der Leitung von Urs Greber zeigen im kürzlich publizierten online Magazin Nature Communications, wie Adenoviren vom Typ 5 im Lungenepithel eine durch die Infektion ausgelöste Antwort des Immunsystems für den weiteren Verlauf der Infektion ausnützen. Adenoviren benützen Fresszellen und deren einsetzende Produktion von antiviralen Zytokinen als Türöffner für die Infektion der Lungenepithelzellen.

Exposition von abgeschirmten Rezeptoren

Antivirale Zytokine spielen bei immunologischen Reaktionen eine wichtige Rolle und führen zum Beispiel zu Entzündungsreaktionen. Sie bringen die Epithelzellen dazu, gewisse, unter normalen Umständen abgeschirmte Rezeptoren zu exponieren und damit Immunzellen für die Abwehr zu aktivieren. Für gesunde Menschen ist eine Infektion der Lunge mit Adenoviren vom Typ 5 harmlos, da diese lediglich eine Erkältung auslösen. Unter grossen Stresssituationen oder bei chronischen Atemwegerkrankungen können Adenoviren jedoch stark akute Infektionen hervorrufen, die unter Umständen tödlich sein können.

Der neu identifizierte Infektionsmechanismus kann als Modell dafür dienen, auf welchem Weg Krankheitserreger in die Schleimhautepithelzellen eindringen und in den Körper gelangen. Er ist aber auch insbesonders im Hinblick auf therapeutische Anwendungen von Bedeutung. Bereits heute werden Adenoviren vom Typ 5 sehr häufig als Transportvehikel in der Krebsgentherapie eingesetzt. Die Kenntnis des Transportwegs wird dazu dienen, diese Gentherapien, aber auch die Entwicklung von spezifisch wirkenden Krebsmedikamenten, weiter voranzutreiben.

Literatur:
Chemotactic antiviral cytokines promote infectious apical entry of human adenovirus into polarized epithelial cells
Verena Lütschg et al.; Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms1391, www.nature.com/naturecommunications

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