Nie wieder Grippe? – Forscher arbeiten an revolutionärem Impfstoff

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Damit Antikörper Grippeviren langfristig daran hindern können eine Wirtszelle zu befallen, mussten die Forscher der Rice University und des Baylor College of Medicine einen Weg finden, die Viren an einer Stelle ‚zu attackieren’, die sich nicht regelmäßig durch Mutation verändern kann.

Und tatsächlich fanden die beteiligten Mediziner heraus, dass nur ein sehr kleiner Teil des gesamten „Viruskörpers“ – der sogenannte Viruspartikel – mutieren kann, sodass er vom Immunsystem nicht mehr erkannt wird. Es zeigte sich, dass selbst Krankheitserreger wichtige Teile ihrer Struktur unverändert lassen müssen, da sie sonst ihre krankmachende Fähigkeit verlieren würden.

 

Viren arbeiten mit Werkzeugen

Damit die Grippe eine Wirtszelle befallen kann, verfügt ihr Viruspartikel über eine Reihe von Werkzeugen, mit denen es eine Wirtszelle angreift. Die braucht es, um sich an einer Körperzelle festhalten und in sie eindringen zu können – und nicht alle dieser Werkzeuge können mutieren.

Diese Virus-Werkzeuge bestehen aus Proteinen und sind noch sehr viel kleiner als der Virus-Partikel selbst. Genau genommen ist der Viruspartikel sogar ein einziger Verbund aus Werkzeugproteinen. Jedes Protein besitzt dabei eine ganz bestimmte Aufgabe, wenn es darum geht eine Wirtszelle zu befallen.

Doch für die Werkzeugproteine des Grippe-Virus gilt, was für alle Proteine im Körper gilt: Sie arbeiten nur „in Bewegung“. Ein Protein muss sich erst „entfalten“, damit es seine vorgesehene Funktion ausführen kann. Bewegung kommt dabei über kleine elektrische Anziehungskräfte innerhalb des Proteinmoleküls zustande, die dazu führen, dass sich ein Protein entfaltet und eine „dreidimensionale Form annimmt“.

 

Die Grenzen der Virusforschung

An dieser Stelle stieß die Grippe-Forschung bisher an ihre Grenzen. Da die Proteinentfaltung zu schnell und auch zu kompliziert abläuft, konnte sie wissenschaftlich weder beobachtet noch dargestellt werden.

Vor diesem Hintergrund entwickelten die Forscher der Rice University und des Baylor College of Medicine nun eine spezielle Software, die die Aktivierung eines ganz bestimmten und wohl wichtigsten Werkzeugproteins von Viren – das sogenannte Hämagglutinin oder Membranprotein – nicht nur „vorhersagen“, sondern so auch den Prozess des Virusbefalls visuell simulieren kann.

Das Hämagglutinin ist übrigens dafür verantwortlich, dass sich der Viruspartikel mit der Wirtszelle überhaupt verbinden kann. Mithilfe eines nur 10 Nanometer großen Ankerhakens – dem sogenannten Fusionspeptid – durchstößt das Hämagglutinin die Membran einer Zelle, dockt an ihr an und infiziert sie so mit Grippe. Vor allem aber darf dieses wichtige Werkzeugprotein des Grippevirus nicht verändert werden – ist also von der Mutation des Viruspartikels ausgeschlossen.

 

Grippevirus für immer besiegen

Durch die exakte Simulation der Entfaltung des Hämagglutinin-Werkzeugproteins konnten die Forscher schließlich den Prozess des Virusbefalls erstmals bis auf die Ebene der Fusionspeptide aufschlüsseln. Und sofort verstanden sie, was ihre Entdeckung für die Entwicklung eines Einmal-Impfstoffes, der ein Leben lang gegen den Grippevirus schützt, bedeutet.

Da das Hämagglutinin – und auch der funktionsauslösende Prozess seiner Entfaltung – im Virus-Partikel nie mutiert, wollen die Forscher direkt seinen Entfaltungsprozess mithilfe von Antikörpern blockieren. Dadurch könnte das wichtigste Werkzeugprotein des Virus nicht mehr an die Wirtszelle andocken – eine Infektion mit Grippe wird so von vornherein vermieden.

Solche Antikörper sollen in Form eines Einmal-Impfstoffes verabreicht werden und weil die auf genau den Teil des Viruspartikels zielen, der sich nicht verändern kann, wäre ihre Wirkung nicht bis zur nächsten Mutation begrenzt – der Impfschutz würde ein Leben lang halten. Das, so erklären die Forscher, eröffnet nicht nur die Möglichkeit in Zukunft die Grippe mithilfe eines „universellen Impfstoffs“ auszurotten, sondern auch ähnlich funktionierende Viren – wie z.B. Ebola oder HIV – für immer zu besiegen. 

Hamburg, 1. August 2014

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