Sweet Lullaby: Wissenschaftler entdecken, wie Herpes-Virus schläft und aufwacht

Viren sind trickreiche Bestien. Einige dieser "submikroskopischen" Krankheitserreger können im Körper einer Person "schlafen gehen", wobei sie sich im Wesentlichen auf unbestimmte Zeit vor dem Immunsystem verstecken, um später wieder zu reaktivieren und Krankheiten zu verursachen.

Jetzt haben Wissenschaftler gelernt, wie man verhindern kann, dass eine Art von Virus, das Herpesvirus, in seine schlafähnliche Ruhephase und außer Sichtweite gerät. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die einzigartige Fähigkeit des Virus zu verstehen, sich vor dem Immunsystem zu verstecken, sagen die Wissenschaftler.

Mehr als 80 Prozent der Weltbevölkerung sind laut der Weltgesundheitsorganisation mit Herpes-simplex-Virus (HSV) infiziert, darunter HSV-1, das Fieberbläschen verursacht, und HSV-2, das Genitalwarzen verursacht.

Aber die meisten Leute, die mit dem Virus infiziert sind, haben keine Symptome, bis etwas externes - Stress, Krankheit oder sogar Sonnenlicht zum Beispiel - das Virus dazu bringt, aufzuwachen und sich zu replizieren und zu verbreiten. Dies wiederum veranlasst das Immunsystem, das Virus anzugreifen, was zu einer Entzündung und den charakteristischen Blasen um Mund, Lippen, Nase oder Genitalien führt. Während dieser "Reaktivierung" kann sich das Virus von Mensch zu Mensch ausbreiten. [Die 9 tödlichsten Viren auf der Erde]

Im Gegensatz zu Viren, die die Erkältung oder die Grippe verursachen, tritt das Herpesvirus normalerweise schnell in einen latenten oder schlafenden Modus im menschlichen Körper ein. Wissenschaftler haben versucht, diesen Prozess zu untersuchen. Aber in einer Laborumgebung hatten sie Schwierigkeiten, das lebende Virus ohne extreme und schädliche Maßnahmen zu "schlafen", ähnlich wie wenn man sein Subjekt in einen unbewussten Zustand versetzt und hofft, dass es normal aufwacht.

Jetzt, in der ersten von zwei Fortschritten, haben Wissenschaftler an der Princeton University eine Labortechnik entwickelt, die das Herpesvirus natürlicher in einen latenten Zustand versetzt, so sanft wie ein Wiegenlied, wodurch sie den natürlichen Lebenszyklus des Herpesvirus besser simulieren können. Dieselbe Gruppe von Forschern verwendete diese Technik dann, um eine Schlüsselmenge von Proteinen zu finden, die an der Neigung des Virus beteiligt sind, zu schlafen und aufzuwachen.

Die Ergebnisse wurden gestern (27. Oktober) in der Zeitschrift PLOS Pathogens veröffentlicht.

Schlafende Viren

Viren, die sich nicht schnell verstecken, sind für das Immunsystem leichter zu finden und zu töten. Aber das ist nicht der Fall für die Herpesviren, die für ein ganzes Leben bei Ihnen bleiben.

Diese Viren sind Teil einer Unterfamilie des Virus namens Alphaherpesvirinae, von der bekannt ist, dass sie sich in Nervenzellen ansteckt und dort versteckt. Das Immunsystem hat gelernt, diese Viren mit Kinderhandschuhen zu behandeln, weil Immunzellen diese Herpesviren nicht direkt töten können, ohne die Nervenzellen zu töten, die als Wirt dienen.

"Das Töten einer Virusinfektion durch das Immunsystem beinhaltet normalerweise das Abtöten der infizierten Zellen", sagte Senior-Studienautorin Lynn Enquist, Professorin für Molekularbiologie an der Princeton University. Aber "in diesem Fall wären diese Zellen die [Nervenzellen], die unersetzlich sind. Also,, das Einschlafen des Virus 'ist ein besserer und schützenderer Weg für das Nervensystem."

Eine wichtige Frage über Herpes ist jedoch, obwohl das Virus manchmal Symptome sofort verursachen kann, warum versteckt es sich meistens sofort? Die Antwort würde bessere Möglichkeiten zur Bekämpfung von Infektionen aufzeigen.

"Flucht aus dem Schweigen"

Um den Kern des Problems zu verstehen - was bewirkt, dass das natürliche Virus wach bleibt und "dem Stummschalten entkommen", wie die Forscher es beschrieben haben - verwendeten die Wissenschaftler eine Art von Herpesvirus namens Pseudorabiesvirus, das eng mit HSV-1 verwandt ist.

Der erste Schritt der Forscher bestand darin, eine Methode zu entwickeln, die das Virus im Wesentlichen in infizierten Nervenzellen einschläft. Die Technik beinhaltete die Verwendung einer neuartigen Drei-Kammer-Umgebung, in der der Nervenzellkern und seine tentakelartigen Axonstrukturen isoliert sind.

Dann konzentrierten sich die Forscher darauf, wie man das Virus aufweckt. Sie haben zwei Möglichkeiten entdeckt: mit chemischen Stresssignalen, die zu dem Zeitpunkt vorhanden sind, zu dem das Virus wie erwartet in die Zellen gelangt; oder in Gegenwart eines Proteinclusters namens virale Tegumentproteine ‚Äč‚Äčein neues Konzept.

Eine weitere Analyse schloss eine Hypothese aus, dass es vielleicht die Größe der Viruslast oder die Menge des Virus im System einer Person ist, die irgendwie die typische Immunantwort außer Kraft setzt, um die Viren schlafen zu lassen. Vielmehr fanden die Forscher heraus, dass die viralen Tegumentproteine ‚Äč‚Äčallein der Schlüsseltrigger waren und wie ein Spritzer Eiswasser auf dem Gesicht der Viren wirkten, sie weckten oder sie auf andere Weise wach und aktiv hielten.

"Die Frage, an der wir und andere gerade arbeiten, ist zu bestimmen, ob" diese Herangehensweise für das Aufwecken von Viren im Labor die gleiche ist wie beim Immunsystem, wenn ein Virus aufwacht, sagte Enquist gegenüber Live Science. "Wir denken, dass es viele Gemeinsamkeiten gibt." [Tiny & Nasty: Bilder von Dingen, die uns krank machen]

Die Technik der Princeton-Forscher sei "ein wichtiger Fortschritt" bei der Untersuchung des Virus-Latenzzyklus und der Kontrolle von Infektionen, sagte Felicia Goodrum Sterling, Immunologin am Krebszentrum der Universität von Arizona, die nicht an der Forschung beteiligt war.

"Beim Verständnis der Herpesvirus-Latenz sind Modellsysteme alles", sagte Goodrum Sterling. "Dies ist das erste Modellsystem, das keine medikamentöse Behandlung erfordert", um Viren in den Schlaf zu bringen.

Ein besseres Verständnis dieses Mechanismus könnte, so die Forscher, zu einer Klasse von Wirkstoffen führen, die virale Tegumentproteine ‚Äč‚Äčangreifen könnten, um zu verhindern, dass sie Viren aufwecken oder wach halten und so die Symptome und die Ausbreitung des Virus auf andere Menschen verhindern.

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