Immunologie:
Wie HI-Viren den Hilferuf der Zelle verhindern

Wissenschaftler des Weizmann Institutes entdeckten wie ein HIV-Proteinfragment eine Immunreaktion abschaltet. Diese Entdeckungen haben Auswirkungen auf die Behandlung von Autoimmunkrankheiten.

Der HIV-Virus versteckt sich genau in den Zellen des Immunsystems, die den Körper vor Vireninfektionen schützen sollen. Aber wie werden diese Zellen eigentlich daran gehindert, einen breit angelegten Angriff gegen den Eindringling auszuführen? In einer Forschungsarbeit, die heute im Journal of Clinical Investigation veröffentlicht wird, hat ein Team des Weizmann Instituts gezeigt, wie ein Teil eines Proteins an der äußeren Oberfläche des Virus die normale Immunreaktion stört. Aber ihre Arbeit könnte noch weitere Auswirkungen haben: dieses Molekularfragment, das eine so zerstörerische Wirkung im Sinne einer Krankheit hat, könnte auch bei der Behandlung anderer Störungen wie etwa rheumatischer Arthritis eingesetzt werden.

In den ersten Stadien der HIV-Infektion verbinden sich die Proteinschichten des Virus mit der äußeren Membran der T-Zellen - Immunsystemzellen, die fremde Eindringlinge erkennen und andere Arten von Immunzellen um Hilfe alarmieren sollen. Das genetische Material des Virus, der im Grunde ein Strang des RNS ist, zwingt das DNS der Zelle dazu, DNS-Kopien herzustellen. Neu geprägte Viren, die vom Gastgeber-DNS hergestellt werden, brechen später aus der Zellmembran aus, um andere Zellen zu infizieren. Viele glaubten bisher, dass der Einbruch in die T-Zellen und die Entführung ihres DNS ausreichte, um die Fähigkeit dieser Zellen zur Aktivierung des Immunsystems zu zerstören. Aber die Wissenschaftler des Weizmann Instituts, Prof. Yechiel Shai von der Abteilung für Biochemie, Prof. Irun Cohen von der Abteilung für Immunologie und die Studenten Francisco Quintana und Doron Gerber vermuteten, dass da noch mehr dahinter steckt. T-Zellen identifizieren Eindringlinge durch die Benutzung von Rezeptoren an ihren Außenwänden, die Sicherheitsantennen ähneln. Ein Virus - insb. ein Virus mit eigenem Oberflächen-Equipment für das Auffinden spezifischer T-Zellen - wird diese Rezeptoren wohl kaum passieren können, ohne Alarm hervorzurufen. Die Wissenschaftler nahmen daher an, dass der Virus dazu fähig sein muss, einen Teil des Immunsystems der Zelle zu deaktivieren.

Sie untersuchten ein Peptidfragment, dass sich FP (Fusionspeptid) nennt und ein Segment des HIV-Proteins GP41 ist, das sich auf der Virushülle befindet. FP ist bekannt dafür, dass es i n dem komplexen Prozess eine Rolle spielt, in der die Virushülle sich im Anfangsstadium der Zellinfektion mit der Zellmembran befindet. Die Forscher hatten den Verdacht, dass FP, das sich nur für kurze Zeit während dieses Prozesses entblößt, genügend Zeit haben könnte, um auch die Immunreaktion zu beeinflussen. Tatsächlich fanden sie heraus, dass FP sich in einige Proteine auf den Zellwänden einklinkt, die eine breit angelegte Immunreaktion hervorrufen, und diese auf sehr effektive Weise abschaltet.

Auf der Basis dieser neuen Einsicht wie ein winziger Virus die Immunreaktion des Körpers kontrollieren kann, haben die Wissenschaftler einen intuitiven Sprung nach vorn gemacht. Bei Autoimmunkrankheiten sind die T-Zellen, die die Gastgeberrolle für die HIV-Viren spielen, übermäßig aktiv und greifen dabei versehentlich die Körperzellen anstelle der fremden Eindringlinge an. Wenn die Viren FPs benutzen, um den Hilferuf der Zelle zu übergehen, stellt sich die Frage, ob ihre Aktionen, die eine Art der Immunreaktion ohne Abtötung der Zelle blockieren, gegen diese Autoimmunkrankheiten eingesetzt werden können? Um ihre Theorie zu prüfen, hat das Forschungsteam FP sowohl in Ratten getestet, die an einem Autoimmunsyndrom leiden wie z. B. rheumatischer Arthritis beim Menschen, als auch in menschlichen T-Zuchtzellen. Genau wie sie vorhersagten, wiesen die mit FP behandelten Ratten einen deutlichen Rückgang in der Gelenkschwellung und anderen Arthritissymptomen auf.

Shai betont, dass der Einsatz von FP, einem winzigsten Teil des HIV-Virus, für Patienten keine Gefahr darstellt, da es nicht fähig ist, Zellen zu infizieren oder zu reproduzieren. Ganz im Gegenteil - die Wissenschaftler heben in ihrem Beitrag hervor, dass das Studium eines zerstörerischen Virus wichtige Lehren darüber beinhaltet, wie das Immunsystem reguliert wird. 'Vielleicht,' sagt Cohen, 'können wir Menschen das Viruspeptid dazu einsetzen, eine übermäßige Autoimmunität besser zu kontrollieren.'

Prof. Irun Cohens Forschungsarbeit wird finanziell unterstützt von der Minna-James-Heinemann-Stiftung, dem Robert Koch Minerva Center for Research in Autoimmune Desease und Herrn und Frau Samuel Theodore Cohen, Chicago, Il. Prof. Irun Cohen ist Inhaber des Helen-und-Morris-Mauerberger-Professoren-Lehrstuhls in Immunologie.

Prof. Yechiel Shais Forschungsarbeit wird finanziell unterstützt vom Robert Koch Minerva Center for Research in Autoimmune Desease und Familienbesitz von Julius und Hanna Rosen. Prof. Shai ist Inhaber des Harold-S.-und Harriet-B.-Brady-Professorenlehrstuhls in Krebsforschung.

Das Weizmann Institut in Rehovot, Israel, ist eine der weltweit führenden Forschungsinstitutionen. Es ist bekannt für seine breit gefächerte Erforschung der Naturwissenschaften und beschäftigt 2.500 Wissenschaftler, Studenten, Techniker und Mitarbeiter. Die Forschungsarbeiten des Instituts befassen sich mit der Suche nach neuen Wegen der Bekämpfung von Krankheiten und Hunger, mit der Untersuchung wichtiger Fragen in Mathematik und Computerwissenschaften, Erforschung der Materie und des Universums, Entwicklung neuer Materialien und neuer Strategien zum Umweltschutz.

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hagalil.com / 16-06-2005