Alle Jahre wieder ist Grippesaison, während der sich Influenzaviren ausbreiten und viele Menschen an Grippe erkranken. Damit sich die Grippeviren im Körper eines infizierten Menschen vermehren können, müssen sie es zunächst einmal schaffen, ihr Erbgut in den menschlichen Zellkern einzuschleusen. Denn nur dort werden die viralen Gene vermehrt, und die Viren können sich anschließend im Körper ausbreiten. Und nicht nur das Virusgenom selbst muss in die Zellkerne gelangen, sondern die Viren benötigen für die erfolgreiche Replikation ihres Erbgutes zusätzlich vor Ort auch das virale Polymerase-Enzym. Forschern aus Deutschland und Großbritannien ist es nun gelungen, einen wichtigen Mechanismus bei diesem Schritt ins Innere der Zelle zu identifizieren(1) .

Schematische Darstellung von Grippe-Viren (© Novartis Behring)
Während der Weg durch die äußere Zellmembran bereits weitestgehend bekannt ist, ist der Transfer in den Zellkern weniger gut beschrieben. Zellkerne sind durch eine Membran geschützt, durch die nur kleine Moleküle eindringen können. Größere Moleküle – und so auch virales Erbgut – benötigen für den Transport die Importproteine Importine α und β, die damit eine mögliche Angriffsstelle bei der Virenbekämpfung sind.

Für den Transport des Virusgenoms und der Polymerasen in den Zellkern sind die Importin-α-Proteine erforderlich. Es gibt sechs Formen von Importin α, die einander sehr ähnlich sind. Basierend auf den aktuellen Forschungsarbeiten weiß man, dass das Vogelgrippevirus H5N1 Importin-α3 benötigt, wohingegen die an den Menschen angepassten Grippeviren Importin-α7 brauchen, um in den Zellkern zu gelangen. Interessanterweise ist der Erreger der neuen Grippe H1N1 auf α3 und α7 angewiesen, da ansonsten die Polymerase nicht in den Zellkern gelangen kann. Die Forscher interpretieren diesen Befund so, dass die Anpassung an die menschlichen Zellen über Importin-α3 startet und bei H1N1 noch nicht vollständig abgeschlossen ist.

In Studien mit Mäusen, denen Importin-α7 fehlte, konnte gezeigt werden, dass die Infektion mit Grippeviren deutlich abgeschwächt ist und nur die Zellen der Lunge – aber nicht die anderer Organe – infiziert wurden. Importin-α7 könnte somit ein neues therapeutisches Ziel im Kampf gegen gefährliche Grippepandemien sein.

Basierend auf Methoden der Bio- und Gentechnologie sind in letzter Zeit weitere wegweisende Forschungserkenntnisse auf dem Gebiet der Grippeviren und -impfstoffe zu verzeichnen. Dazu zählt beispielsweise ein Ansatz, über kleine RNA-Moleküle die Übertragung des Grippeerregers von Tier zu Tier zu unterbinden. Dies ist mit einem sogenannten shRNA-Fragment (short hairpin RNA) gelungen, welches fest an ein wichtiges Virus-Protein bindet(2) . Hühner, denen das shRNA-Molekül verabreicht worden war, steckten kaum noch weitere Tiere an.

Außerdem gibt es eine Vielzahl an Forschungsaktivitäten zu einem Universalgrippeimpfstoff. Bislang muss für jede Grippesaison ein neuer Grippeimpfstoff entwickelt werden, da sich die Hüllproteine der Grippeviren von Jahr zu Jahr verändern. Neben Ansätzen für einen universellen Impfstoff, der auf einer sich kaum verändernden Region der Hülle vieler Grippeviren basiert, haben Forscher nun auch Proteine im Innern der Grippeviren im Visier, die weitestgehend konstant sind(3) .

Viele weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind auf diesem Gebiet erforderlich, um der Gefahr durch Grippeviren in Zukunft noch besser begegnen zu können. Das wachsende Wissen um Details des Infektionsprozesses durch Grippeviren und deren Vermehrung in den Wirtszellen bietet dabei eine wichtige Grundlage für künftige therapeutische und präventive Ansätze.


Literaturtipps:
(1) Gabriel et al., Differential use of importin-α isoforms governs cell tropism and host adaptation of influenza virus, Nature Communications, 2011, Volume 2, DOI: 10.1038/ncomms1158
(2) Lyall et al., Suppression of avian influenza transmission in genetically modified chickens, Science, 2011, Volume 331, pp 223-226
(3) http://www.guardian.co.uk/society/2011/feb/06/flu-universal-vaccine-test-success