Virus tarnt sich als Trümmerstück

Mit einem bemerkenswerten Trick sichert ein naher Verwandter des Pockenvirus seine Ausbreitung, haben zwei Zürcher Forscher entdeckt. Die Hülle des Vacciniavirus enthält Bausteine, wie sie auch die Trümmer von Zellen nach dem programmierten Zelltod aufweisen. Daher werden die großen Viruspartikel bereitwillig von Nachbarzellen aufgenommen, die die vermeintlichen Trümmer beseitigen wollen.

Die aus elektronenmikroskopischen Aufnahmen berechnete 3D-Rekonstruktion zeigt die Viruspartikel (rot) zwischen Ausläufern und “Blasen” der Zellmembran. Grafik: Courtesy of M.S. Droste, A. Schertel & R. Wepf, Electron Microscopy ETH Zurich (EMEZ); Carl Zeiss, NTS GmbH

“Diese Eintrittsstrategie bringt mehrere Vorzüge mit sich”, schreiben Jason Mercer und Ari Helenius von der ETH Zürich im Magazin “Science”. Nicht nur ermögliche sie die Aufnahme besonders großer Partikel, sondern auch den Übergang des Virus in verschiedenste Zelltypen. Und schließlich erhöhe sie die Chancen, dass das Virus ungesehen, ohne Aktivierung des Immunsystems, in die nächste Wirtszelle gelange.

Mercer und Helenius gaben fluoreszierende Vacciniaviren zu Zellkulturen und verfolgten per Mikroskop das weitere Geschehen. Die Viruspartikel banden zunächst an feine Zellausläufer und bewegten sich daran entlang auf die Zellkörper zu. Dort angekommen, lösten sie eine dramatische Veränderung aus: Die Membran der Wirtszellen begann, regelrecht Blasen zu werfen und kleine Ausstülpungen zu bilden. Holten die Zellen diese “Blebs” wieder ein, nahmen sie auch die Viruspartikel auf.

Zwei Schnittbilder aus der 3D-Rekonstruktion verdeutlichen, wie die Viruspartikel in dem von ihnen ausgelösten Tumult in die Zelle geraten. Grafiken: Courtesy of M.S. Droste, A. Schertel & R. Wepf, Electron Microscopy ETH Zurich (EMEZ); Carl Zeiss, NTS GmbH

Um mehr über die zugehörigen Signalwege zu erfahren, testeten die Forscher die Wirkung unterschiedlicher Hemmstoffe auf den Prozess. Die Resultate lassen darauf schließen, dass die Viruspartikel einen als Makropinozytose bezeichneten Vorgang auslösen. Bei diesem Prozess nehmen die Zellen “große Schlucke” aus ihrer Umgebung.

Das Signal scheint in diesem Fall der Membranbaustein Phosphatidylserin zu geben. Bei normalen Zellen findet er sich ausschließlich auf der Innenseite der Zellmembran. Begeht eine Zelle dagegen Selbstmord, etwa nach Infektion mit einem Virus, und löst sich in eine Vielzahl von Membranbläschen auf, gerät die strikte Ordnung durcheinander und das Phosphatidylserin auf die Außenseite der Bläschen. Eben diese Verlagerung scheint auch das Virus zu nutzen - und so seine Aufnahme durch ordnungsbeflissene Nachbarzellen zu gewährleisten.

Forschung: Jason Mercer und Ari Helenius, Institut für Biochemie, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Veröffentlichung Science, Vol. 320, 25. April 2008, pp 531-5, DOI 10.1126/science.1155164

WWW:
Arbeitsgruppe Ari Helenius, ETH Zürich
Poxviren
Macropynocytosis
Apoptose

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