Robert-Koch-Preis Die Tricks der Grippeviren

Die Erreger der Grippe, die Influenzaviren, bedrohen den Menschen nach wie vor und sind nicht zuletzt auch für Geflügel eine große Gefahr. Sie haben seit 1996 wieder einmal unzählige Geflügelbestände und Wildvögel dahingerafft und auch unter den Menschen so manches Todesopfer gefordert. Daß diese Erreger nur schwer in den Griff zu bekommen sind, liegt vor allem an ihrer genetischen Ausstattung und ihren raffinierten Tricks, sich in ihrem Wirt auszubreiten.

Für ihre bahnbrechenden Erkenntnisse über die Influenzaviren wurden am vergangenen Freitag in Berlin die drei Virologen Yoshihiro Kawaoka von der University of Wisconsin in Madison und der Universität Tokio sowie Peter Palese von der Mount Sinai Medical School in New York mit dem mit insgesamt 100.000 Euro dotierten Robert-Koch-Preis ausgezeichnet. Hans-Dieter Klenk von der Universität Marburg wird mit der Robert-Koch-Medaille in Gold geehrt.

Entscheidende Einblicke

Die Influenzaviren gehören zu einer großen Gruppe von Krankheitserregern, deren Erbmaterial nicht aus Desoxyribonukleinsäure, sondern aus Ribonukleinsäure besteht. Zu diesen Exoten zählen unter anderem auch das Masernvirus sowie die gefährlichen Ebola-, Marburg- und Lassafieberviren. Anders als diese besitzen die Grippeviren aber die Eigenart, sich ständig zu verändern, oft auch so stark, daß der bei vorangehenden, glimpflich verlaufenen Infektionen aufgebaute Immunschutz nicht mehr greift und ihr Opfer lebensbedrohlich erkrankt. Durch ihre Grundlagenforschung über die Eigenarten der Grippeviren haben die Preisträger neue Möglichkeiten eröffnet, die tückischen Erreger wirksam zu bekämpfen und eine drohende Pandemie in Zukunft vielleicht schon im Vorfeld abzufangen. Insbesondere Hans-Dieter Klenk hat entscheidende Einblicke in die krank machenden Mechanismen der Viren gewonnen.

Der Forscher hat in biochemisch-molekularbiologischen Analysen zunächst an der Universität Gießen zusammen mit Rudolf Rott und dann an der Universität Marburg entdeckt, daß der Erreger mit Hilfe eines zellulären Enzyms erst aktiviert werden muß, bevor er eine Wirtszelle befallen kann. Nur wenn der dominierende Proteinbaustein seiner Hülle, das Hämagglutinin, aufgespalten ist, wird der Erreger infektiös. Die genaue Struktur des Eiweißes entscheidet darüber, wie schnell der Baustein in Form gebracht wird und wie aggressiv das Grippevirus ist.

Zusammenspiel zwischen Virus und Wirt

Das Influenzavirus kann sich in seinem Wirt indessen nur behaupten und vermehren, wenn es sich diesen gleichsam untertan macht. Weil es nur zehn eigene Gene selbst mitbringt, beutet es Fähigkeiten seiner Wirtszelle für die eigene Vermehrung aus. Außerdem zwingt es Abwehrreaktionen in die Knie, damit es ungestört gedeihen kann. Bei der Erforschung des Zusammenspiels zwischen Virus und Wirt hat Peter Palese unter anderem herausgefunden, daß das vom Virus kodierte Protein NS1 ein Multitalent ist, das gleich mehrere Funktionen des Wirts zu seinen Gunsten umlenkt. Es hindert infizierte Zellen, die normalerweise ein Selbstmordprogramm starten, diesen rettenden Schritt auszuführen, und sichert damit sein eigenes Überleben. Doch damit nicht genug.

Das virale Protein besitzt auch die Fähigkeit, noch eine zweite Abwehrreaktion zu unterbinden. Es drosselt die Bildung des immunologischen Botenstoffes Interferon. So fällt ein entscheidendes Alarmsignal aus, das normalerweise verschiedenen Abwehrzellen signalisiert, daß ein gefährlicher Eindringling zu beseitigen ist. Das tödliche Influenzavirus von 1918, das in nur einem Jahr bis zu 50 Millionen Menschen dahinraffte, scheint nach den Beobachtungen von Palese ein besonders starkes NS1-Protein besessen zu haben.

Grippeviren nach Maß

Dem Forscher und seinen Mitarbeitern ist es unlängst gelungen, den geheimnisvollen Erreger der „Spanischen Grippe“ aus vielen kleinen Einzelinformationen exakt zu rekonstruieren. Dieses Virus, an dem man nur unter strengsten Sicherheitsauflagen forschen darf, kann nun helfen zu verstehen, welche Eigenarten ein Influenzavirus zu einem tödlichen Erreger machen.

Die Vergangenheit hat gezeigt, daß in gewissen Abständen weltweite gefährliche Grippewellen - Pandemien - entstehen. Weil das neue aus Südostasien stammende H5N1-Virus potentiell besonders gefährlich erscheint, käme es darauf an, schon im voraus möglichst viele Menschen zu impfen. Kawaoka hat ein Verfahren zur gentechnischen Manipulation von Influenzaviren, das an der Universität Gießen modellhaft entwickelt worden war, auf elegante Weise umgesetzt und damit gleichsam Grippeviren nach Maß hergestellt.

Hoffnung auf Impfstoff

Mit Hilfe eines bakteriellen Enzyms lassen sich mit dem als Reverse Genetik bezeichneten Verfahren die acht Teile des Virusgenoms einzeln in Bakterienzellen vermehren. Schleust man alle acht Segmente in gewünschter Struktur und Kombination in eine Wirtszelle ein, lassen sich Influenzaviren in beliebiger Form gewinnen. Man kann die Technik somit nutzen, den Zusammenhang zwischen Erregerstruktur und seiner Gefährlichkeit zu klären.

Dann könnte man womöglich bei einer sich anbahnenden Pandemie die Aggressivität einer neuen Erregervariante früh erkennen. Große Hoffnungen werden in das Verfahren aber vor allem gesetzt, um möglichst schnell einen passenden Impfstoff zu entwickeln, sollte eine neue H5N1-Variante auch von Mensch zu Mensch leicht übertragbar werden.