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Achillesferse Forscher Identifikation-des HI-Virus

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Forscher an der Universität von Bonn haben entdeckt, wie Zellen im Körper das genetische Material der so genannten Retroviruses ermitteln können.

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Der Krankheitserreger des Immunodeficiencykrankheit AIDS, das Virus HI-1, gehört auch dieser Gruppe. Gleichzeitig scheint das HI-Virus, diesen wichtigen Abwehrmechanismus zu verhindern. Die Forscher stellen jetzt ihre Resultate in der Journal Natur-Immunitätsforschung dar.

Die erste Verteidigungslinie des Immunsystems gegen Krankheitserreger ist angeborene Immunität. Sie basiert auf fachkundigen Sensor-Proteinen, die Empfänger. Diese Empfänger ermitteln fremde Strukturen, z.B., Zellwandbestandteile des Bakteriums oder auch des genetischen Materials der Viren. Ein zellulares Molekül, das als cGAS bekannt ist, tritt als ein Sensor des genetischen Materials auf. Wenn cGAS Viren-DNA ermittelt, klingt der Sensor sofort die Warnung. Eine Kaskade fängt während an, welches das Immunsystem aktiviert ist und die Zelle und seine Nachbarn gegen die Vireninfektion sich bewaffnen.

Die DNA vieler Viren ist double-stranded: Sie enthält die Wunde mit zwei Gewinden um einander wie zwei Kabel, die zusammen verdreht werden. Bis jetzt ist es gedacht worden, dass cGAS solche double-stranded DNA nur identifizierenen kann. Durch Kontrast besteht das genetische Material von Retroviruses wie HIV-1 AUS RNS. RNS ist zu DNA eng verwandt, gleichwohl sie immer in den Retroviruses single-stranded ist. Wenn Retroviruses in den menschlichen Zellen multiplizieren, wird die RNS in DNA „übertragen“. Aber dieses ist dann auch single-stranded. Es war eine gleichmäßig große Überraschung, zum zu entdecken, dass cGAS auch durch das HI-Virus 1. aktiviert wird.

Verdrehte DNA

Verschiedene Arbeitsgruppen haben vor kurzem den ersten Schritt hin zu einer Erklärung geliefert: Sie waren in der Lage, zu zeigen, dass single-stranded DNA bilden kann, was als „Haarnadel“ Strukturen bekannt -, die ähnlich sind, wie ein einzelnes Kabel herum sich verdrehen kann selbst, damit es zwei Kabeln ähnelt, die um einander verdreht werden. DNA-Strukturen dieser Art bilden folglich kurze doppelte Stränge und diese werden durch den cGAS Sensor ermittelt.

„Die Haarnadelstrukturen, die im Falle HIV-1 sich bilden können, sind wirklich zu kurz, durch cGAS ermittelt zu werden,“ sagt Martin Schlee. Der Forscher, vom Institut der klinischen Chemie und der klinischen Pharmakologie an der Universität des Bonn-Krankenhauses, ist der ältere Autor der Studie. Zusammen mit kooperativen Partnern von Bonn, von München und von Erlangen, war seine Arbeitsgruppe jetzt in der Lage, zu zeigen, warum es funktionierte: zusätzlich zum kurzen, double-stranded Stück cGAS ermittelt auch spezielle Bausteine im nicht-verdrehten, single-stranded Stück, bekannt als guanosines. Infolgedessen wird die zellulare Antwort erheblich erhöht.

„Wenn wir die guanosines von diesen Strukturen entfernen, kann die Zelle zur single-stranded DNA nicht mehr reagieren,“ erklärt führenden Autor Annamaria Herzner. „Durch Kontrast, wenn wir in den zusätzlichen guanosines hinzufügen, reagieren Zellen heftiger.“

Wie Viren HIV-1 das Immunsystem verhindern

Interessant ermangelt die DNA, die während der Infektion HIV-1 sich entwickelt, besonders guanosines.

„Viren HIV-1 scheinen, durch das Immunsystem vorgewählt worden zu sein, guanosines von ihrer DNA zu beseitigen,“, sagt Gunther Hartmann, Direktor des Instituts der klinischen Chemie und der klinischen Pharmakologie. „Sie können folglich in der Lage sein, Entdeckung durch die Zelle teilweise zu vermeiden.“

Neues Werk vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston zeigt, dass diese DNA-Abfragung wirklich von der klinischen hauptsächlichbedeutung ist. Es gibt die Leute, die mit HIV-1 angesteckt werden, die das Virus so gut unterdrücken, dass es nicht mehr ermittelt werden kann. Bestimmte immune Zellen dieser so genannten „Auslesesteuerpulte“ sammeln soviel HI-Virus DNA, die sie nichtsdestoweniger ermittelt werden können - vielleicht über die guanosines an, die weiterhin bleiben. Sie lösen solch eine starke immune Antwort aus, dass das Virus dauerhaft unterdrückt wird. So scheint das genetische Material HIV-1, in diesen immunen Zellen über den Mechanismus auch ermittelt zu werden, der von Schlee und von den Kollegen entdeckt wird.