Herpesvirus liefert neue Einblicke in die Funktionsweise des Immunsystems

Neues aus der Forschung

Meldung vom 29.01.2019

HZI-Forscher identifizieren ein Werkzeug, mit dem ein Herpesvirus die körpereigene Immunabwehr gezielt abschwächt.


190130-1502_medium.jpg
 
3D-Illustration eines Mitglieds der Herpesvirus-Familie. © Fotolia/Kateryna_Kon
Markus Stempel, Baca Chan, Vanda Juranić Lisnić, Astrid Krmpotić, Josephine Hartung, Søren R. Paludan, Nadia Füllbrunn, Niels A. W. Lemmermann, Melanie M. Brinkmann
The herpesviral antagonist m152 reveals differential activation of STING-dependent IRF and NF-κB signaling and STING’s dual role during MCMV infection
The EMBO Journal, 2019
DOI: 10.15252/embj.2018100983


Ohne ein funktionelles Immunsystem hätte der Mensch keine Chance im Kampf gegen Viren, deren Angriffen er ständig ausgesetzt ist. Sobald ein Virus in den Körper gelangt, erkennen sensible Sensoren des Immunsystems den Eindringling und schlagen Alarm. Damit wecken sie weitere Abwehrkomponenten, die dann gegen die Angreifer vorgehen. Meist gelingt es so, die Infektion unter Kontrolle zu bringen und die Viren zu vernichten. Doch Viren einer bestimmten Familie haben sich dem Immunsystem hervorragend angepasst und können von ihm nicht beseitigt werden: die Herpesviren. Sie verbleiben nach der Infektion lebenslang in ihrem Wirt. Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und der Technischen Universität Braunschweig hat ein Protein von Herpesviren entdeckt, das eine Komponente der Immunabwehr gezielt ausschaltet, einen anderen Teil jedoch für seine eigenen Zwecke nutzt. Dies ermöglicht es dem Virus, den Wirtsorganismus erfolgreich zu infizieren. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher nun im Fachjournal The EMBO Journal.

Herpesviren begleiten den Menschen seit Millionen von Jahren und haben in dieser Zeit gelernt, das Immunsystem so geschickt zu manipulieren, dass es sie nicht beseitigen kann. So verbleiben die Viren lebenslang im Körper. Wie sie dies erreichen, ist bislang unzureichend bekannt.

Ein wichtiger Vertreter der großen Familie der Herpesviren ist das Cytomegalievirus (CMV). Ungefähr die Hälfte der deutschen Bevölkerung ist mit diesem Virus infiziert. „Während der Schwangerschaft kann eine CMV-Infektion der Mutter für das ungeborene Kind eine große Gefahr darstellen. Das Virus kann auf den Fötus übertragen werden und schwere Schäden wie Taubheit und Entwicklungsstörungen verursachen“, sagt Prof. Melanie Brinkmann, die am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung die Arbeitsgruppe „Virale Immunmodulation“ leitet und seit Juli 2018 Professorin an der Technischen Universität Braunschweig ist.

Ein Impfstoff gegen CMV existiert bislang nicht, da die Mechanismen, wie dieses Virus die Immunantwort manipuliert, noch nicht vollständig aufgeklärt sind. „Um CMV-Infektionen erfolgreich bekämpfen zu können, müssen wir verstehen, wie dieses Virus unser Immunsystem zu seinen Gunsten nutzt“, sagt Brinkmann. Im Rahmen des von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderten Virtuellen Instituts „Virale Strategien der Immunevasion“ (VISTRIE) hat Brinkmanns Forschungsgruppe ein Werkzeug von CMV identifiziert, mit dem das Virus die antivirale Immunabwehr schon kurz nach Eintritt in den Wirt abschwächt.



Dieses Werkzeug ist ein Protein mit dem Namen „m152“. Das Angriffsziel von m152 in der Wirtszelle ist das Protein „STING“. Normalerweise wird STING bei einer Virusinfektion von einem Sensor aktiviert, der die virale Erbsubstanz erkennt. Daraufhin setzt STING eine Signalkaskade in Gang, die über ausgeschüttete Botenstoffe die infizierte Zelle und deren Nachbarzellen in Alarmbereitschaft versetzt. Dies verhindert, dass sich die virale Infektion ausbreitet, denn bereits vorgewarnte Zellen lassen sich nicht mehr infizieren.

Auf das Protein m152 sind die HZI-Forscher durch ein von ihnen entwickeltes Screening-Verfahren gestoßen: Damit haben sie mehr als 170 CMV-Proteine daraufhin untersucht, ob sie die antivirale Immunabwehr blockieren können. Mittels biochemischer und zellbiologischer Experimente konnten sie zeigen, dass m152 an das Protein STING bindet und deshalb die Aktivierung der von STING vermittelten Signalkaskade stark verlangsamt wird. „In CMV-infizierten Zellen konnten wir mithilfe von genetisch veränderten Viren in der Videomikroskopie sehen, dass die Aktivierung von STING deutlich langsamer erfolgt, wenn das Protein m152 intakt ist“, sagt Markus Stempel, Doktorand in Brinkmanns Team und Erstautor der Publikation. „So verschafft sich das Virus ein Zeitfenster, in dem es seine eigene Vermehrung in Gang bringen kann, bevor es vom Immunsystem angegriffen wird.“

Durch die detaillierte Studie dieses Mechanismus konnten die Forscher ebenfalls neue Einblicke in die Funktionsweise des Proteins STING während einer Infektion mit CMV erlangen: STING aktiviert zusätzlich eine weitere Signalkaskade, die jedoch nicht die Virusinfektion eindämmt, sondern sogar vom Virus genutzt wird, um neue Nachkommen zu produzieren. „STING hat sozusagen zwei Gesichter: Mit einer Signalkaskade bekämpft es die Virusinfektion, was CMV mithilfe von m152 jedoch elegant umgeht; mit einer zweiten Kaskade unterstützt STING dagegen die Virusvermehrung“, sagt Brinkmann. „Diese Studie ist ein sehr anschauliches Beispiel dafür, dass unsere Forschung an Viren neue Einblicke in zelluläre Abläufe liefern kann.“ In Zukunft möchte Brinkmanns Team in Kollaboration mit Forschern des HZI, der Technischen Universität Braunschweig und der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) die neuen Erkenntnisse nutzen, um antivirale Substanzen für die Behandlung von CMV-Infektionen zu identifizieren.




Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

19 Meldungen

Meldung vom 19.02.2019

Der Geruch von Nahrung steuert zelluläres Recycling und beeinflusst Lebenserwartung

Der Geruch von Nahrung wirkt sich auf Physiologie und das Altern aus. Das konnte ein Team von Professor Thorst ...

Meldung vom 19.02.2019

Lebensstil hinterlässt Spuren im Gehirn

Sport ist gesund, Alkohol und Rauchen sind es nicht. Diese Erkenntnis hat sich inzwischen in weiten Teilen der ...

Meldung vom 19.02.2019

Nervenzellen als Teamplayer: Göttinger Forscher erklären, wie das Auge Bewegungen erkennt

Forscher der UMG haben analysiert: Spezielle Nervenzellen im Auge signalisieren eine Verschiebung der Blickric ...

Meldung vom 19.02.2019

Nässe und Kälte begünstigt dunkles Gefieder

In niederschlagsreichen und in kalten Regionen sind Vögel oft dunkel gefärbt. Das zeigt eine Analyse der Gef ...

Meldung vom 19.02.2019

Gräser können sich ohne Evolution anpassen

Um sich an die Umwelt anzupassen, übernehmen Gräser bestimmte Gene von verwandten Arten – und dies auf dir ...

Meldung vom 19.02.2019

Vertrautheit macht angriffslustig

Fische, die sich lange kennen, gehen aggressiver miteinander um. Bei Tieren kann die Aggressivität untereinan ...

Meldung vom 18.02.2019

Verlockung der etwas anderen Art

Die Chemie muss stimmen, heißt es. Und da ist etwas dran – zumindest die meisten Insekten nutzen chemische ...

Meldung vom 18.02.2019

Mit Eierschalen Energie speichern

Bioabfall in Form von Hühnereierschalen erweist sich als sehr effektiv für die Energiespeicherung. Zu diesem ...

Meldung vom 16.02.2019

Haeckel: Vom scheuen Gymnasiasten zum selbstbewussten Wissenschaftler

Zweiter Band der „Ausgewählten Briefwechsel“ Ernst Haeckels erscheint an der Universität Jena

Meldung vom 15.02.2019

Psychologie: Nette Ausbeuter setzen sich durch

Gegen Menschen, die Kooperation und Egoismus raffiniert einsetzen, ist kein Kraut gewachsen.

Meldung vom 15.02.2019

Ameisen gegen Elefanten: Wie die Insekten die Fressfeinde von Akazien aufspüren

Ameisen beschützen afrikanische Akazien gegen Fressfeinde wie Elefanten, Giraffen oder Antilopen und erhalten ...

Meldung vom 14.02.2019

In Zebrafischeiern hemmt die am schnellsten wachsende Zelle ihre Nachbarn durch mechanische Signale

Wissenschaftler des IST Austria entdecken neuen Mechanismus für die laterale Hemmung von Zellen - Studie in C ...

Meldung vom 14.02.2019

Vögel speichern Erinnerungen möglicherweise anders ab als Säugetiere

Vögel haben ein gutes Gedächtnis, aber im Gegensatz zu Säugetieren ist bisher noch kaum etwas darüber beka ...

Meldung vom 14.02.2019

Werkzeug oder kein Werkzeug

Flexibler Werkzeuggebrauch bei Tieren steht in enger Verbindung mit höheren mentalen Prozessen, wie zum Beisp ...

Meldung vom 14.02.2019

Schwänzeltanz ist für Honigbienen in manchen Kulturlandschaften nicht mehr hilfreich

Soziale Kommunikation im Bienenstaat: Bienen lernen zu beurteilen, welchen Nutzen die Informationen aus einem ...

Meldung vom 13.02.2019

Neu entdeckte Schildkrötenart steht kurz vor der Ausrottung

Senckenberg-Wissenschaftler Uwe Fritz hat gemeinsam mit einem internationalen Team eine neue Art aus der Famil ...

Meldung vom 13.02.2019

Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakt ...

Meldung vom 13.02.2019

Saisonale Klimaeffekte beeinflussen das Schicksal der Erdmännchen

Bedroht ein trockeneres und heisseres Klima die Erdmännchen in der Kalahari-Wüste? For-schende der Universit ...


16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind

30.01.2019
Kenne Deinen Fisch!
30.01.2019
Leben ohne Altern
30.01.2019
Lebensraum Käse
30.01.2019
Domino im Urwald
30.01.2019
Trend-Hobby Imker
30.01.2019
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung