Arzneimittel und Therapie

Eine Proteinfessel für unbekannte Grippeviren

Gegen neuartige Influenzaviren hat der Mensch zumeist keine vorab bestehende Immunität. Dennoch sollte das Immunsystem des Körpers in der Lage sein, möglichst rasch nach einer Infektion Schutzmechanismen gegen den unbekannten Erreger zu aktivieren. Berliner und Freiburger Wissenschaftler haben jetzt die Struktur eines Proteins aufgeklärt, das eine Art Fußangel bildet. Wichtige Bestandteile des Influenzavirus werden so in der infizierten Zelle gefesselt und inaktiviert [1]. Auf diese effektive Weise können auch neuartige Viren daran gehindert werden, sich ungehemmt zu vermehren.

Immer wieder ist ein Mensch Viren ausgesetzt, gegen die er keine erworbene Immunität besitzt, wie jüngst die Erfahrungen mit dem H5N1-Vogelgrippevirus oder mit dem Schweinegrippevirus belegen. Es wäre jedoch fatal, wenn der Körper den neuen Erregern völlig schutzlos ausgeliefert wäre. So verfügt er über eine rasch mobilisierbare Abwehr, die dafür sorgt, dass sich die Influenzaviren nicht ungehemmt vermehren können.

Das Schutzprotein MxA ...

Ein wesentliches Element dieser Abwehr ist ein körpereigenes Protein, das eindringende Viren in der Zelle abfängt und sie daran hindert, sich zu vermehren. Dieses Schutzprotein MxA (auch Mx1 genannt) ist normalerweise nicht in den Zellen vorhanden und wird erst bei Bedarf kurzfristig in großen Mengen hergestellt.

... und die Rolle von Interferon

Vermittelt wird der Befehl zur Herstellung durch den natürlichen Botenstoff Interferon. Interferon wird von Zellen, die bereits mit dem Virus infiziert sind, ausgeschieden und dokumentieren so die bereits stattgefundene Infektion. Das Protein, im Englischen als "interferon-inducible dynamin-like myxovirus resistance protein 1" treffend charakterisiert, ist eine Schlüsselverbindung in diesem durch Interferon induzierten Schutzmechanismus und für das Überleben einer Infektion mit Influenzaviren offensichtlich unerlässlich. Es war allerdings bislang unklar, in welcher Weise das Schutzprotein die Virusvermehrung blockiert.

"Stalk"-Struktur fesselt Virusbestandteile

Strukturbiologen vom Max-Delbrück-Zentrum in Berlin-Buch ist es in Zusammenarbeit mit Freiburgern Virologen jetzt gelungen, wichtige Strukturmerkmale des Schutzproteins aufzuklären. Daraus lassen sich weitreichende Voraussagen zur Wirkungsweise des antiviralen Proteins ableiten: nach Aneinanderlagerung von Einzelmolekülen zu einem hochmolekularen Verbund bilden sich Ringstrukturen aus, wobei ein zentrales Element der Ringbildung in der besonderen Faltung eines Teils besteht, der als Stiel (engl. "stalk") bezeichnet wird. Die Wissenschaftler entschlüsselten jetzt erstmals diese Struktur auf atomarer Ebene. Sie erklärt den Aufbau von MxA und erlaubt testbare Voraussagen zur Funktionsweise des antiviralen Moleküls: Es wird offensichtlich, dass MxA mit der "Stalk"-Struktur eine Art Fußangel bildet, die wichtige Bestandteile des Influenzavirus in der infizierten Zelle fesselt und inaktiviert.

Basis für neue Medikamente

Dass es dennoch nach dem Auftreten neuartiger Grippeviren zu Epidemien oder gar Pandemien kommen kann, hängt mit der Aggressivität und Massivität dieser Erreger zusammen. Die Wissenschaftler sind optimistisch, dass die neuen Erkenntnisse auch das Verständnis für weitere Mitglieder dieser Proteinfamilie erhöhen. Weiterhin könnten sie die Grundlage für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente gegen Influenzaviren, aber auch andere Viren, liefern.

Quelle: Song Gao; et al: Structural basis of oligomerisaton in the stalk region of dynamin-like MxA. Nature 2010; doi: 10.1038/nature08972; veröffentlicht online 20.4.10.

 


Dr. Hans-Peter Hanssen

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