Ebola-Forscher haben es mit dem Rücken

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Die Sankore Schriften

Kein Wunder, dass wenn man den ganzen Tag so über das Mikroskop gebeugt dahockt, irgendwann Rückenschmerzen bekommt. Aber hier geht es nicht um den Rücken als Quelle von Schmerzen, sondern um den Rücken als Metapher, die auf neue richtungsweisende Fortschritte in der Bekämpfung von Ebola hinweist.

Eine Wissenschaftlerin bei der Arbeit in einem Labor der Biologischen Schutzstufe 4 (Biosafety Level 4), der höchsten Sicherheitsstufe: Wissenschaftler, die über die Vermehrung des Ebolavirus in Zellen oder Tieren forschen, arbeiten in solch einem Labor. Der Anzug ist luftdicht verschlossen, die Atemluft wird gefiltert und über zwei Lufttanks geliefert.

Erst im Mai hatte ich über die wichtige Entdeckung eines Ebolarezeptors in menschlichen Zellen gebloggt und damals nicht im Traum daran gedacht, dass weniger als vier Monate später die nächsten guten Nachrichten kommen.

Die erste gute Nachricht: Matthias Schnell und sein Forscherteam vom Jefferson Vaccine Center in Philadelphia, USA haben einen neuen Impfstoff gegen Ebola entwickelt und ihn erfolgreich an Mäusen getestet [1]. Ein erster Schritt ist also getan. Das Besondere an diesem Impfstoff ist, dass es sich um ein Piggy Back Vaccine handelt, auf Deutsch „Hucke Pack-Impfstoff“. Bei dem Impfstoff handelt es sich um ein abgeschwächtes “lebendes” Tollwutvirus, das ein Glykoprotein des Ebolavirus produziert. Dieser Impfstoff vermittelte den Mäusen Immunität gegen Tollwut UND Ebola. Beides Infektionskrankheiten, bei denen die Betroffenen unbehandelt, mit über neunzigprozentiger Wahrscheinlichkeit, innerhalb von zwei Wochen sterben. Die Wissenschaftler schlugen also zwei Fliegen mit einer Klappe. Jetzt muss man schauen, wie sich der Impfstoff in der nächsten Testphase an Menschenaffen bewährt.

Die zweite gute Nachricht: In zwei Back to Back Papers zu Deutsch „Rücken an Rücken Artikeln “ haben zwei Forschergruppen aus Massachusetts, USA mit zwei verschiedenen, sich ergänzenden, methodischen Ansätzen einen weiteren Rezeptor des Ebolavirus in den Membranen von Lysosomen und Endosomen menschlicher Zellen entdeckt, den Nieman Pick C1 (NPC1) [2, 3].

Bei diesem Protein handelt es sich um einen alten Bekannten, der den Medizinern schon durch die Erbkrankheit Nieman Pick Typ C-Krankheit bekannt war. Denn 95% der Menschen, die an der Nieman Pick Typ C-Krankheit leiden, haben eine Mutation in dem Gen für NPC1 (mehr als 250 Mutationen wurden bisher in Erkrankten gefunden), welches auf Chromosom 18 liegt.

Deshalb entnahmen die Forscher Nieman Pick Typ C-Kranken Zellen, vermehrten sie in der Zellkultur und infizierten sie mit dem Ebolavirus. Das Virus konnte sich in den Zellen nicht vermehren. Bestätigt wurde dieser Befund durch Experimente an Zellen von gesunden Menschen. Die Wissenschaftler gaben in die Zellkultur Hemmstoffe, die die Bindung des Ebolavirus an NPC1 blockierten, auch in diesen Zellen konnte sich das Virus nicht vermehren. Ein weiterer therapeutischer Ansatzpunkt, für ein Medikament gegen Ebola, ist also gefunden.

Natürlich ist es nicht die Daseinsbestimmung von NPC1 das Ebolavirus in Lysosomen oder Endosomen zu transportieren. Normalerweise hat dieses Protein die Aufgabe Cholesterin in Lysosomen oder Endosomen zu transportieren, es wird also bei der Ebolavirusinfektion, wie Viren es so häufig mit Rezeptoren tun, gekidnappt.

Stellt sich natürlich gleich die Frage, ob Ebolamedikamente die NPC1 blockieren, in Ebola-Patienten vorübergehend eine künstliche Nieman Pick Typ C-Krankheit auslösen. Oder anders herum gefragt: Unterstützt eine cholesterinreiche Ernährung die Therapie eines Ebolakranken? Stichwort: Kompetitive Hemmung

Fragen über Fragen, mit denen sich die Wissenschaftler bald beschäftigen werden. Ich denke es wird in Zukunft, wie beim HIV, darauf hinauslaufen, dass Ebolavirus mit einem Medikamentencocktail zu bekämpfen: Das erste Medikament verhindert die Bindung an TIM-1, so kann es nicht in die Zelle eindringen, das zweite verhindert die Bindung an NPC1, das dritte schließlich verhindert die RNA-Replikation des Ebolavirus, so kann es sich nicht vermehren.

PS: Ich glaube, zwei Back to Back Paper in Nature sind der Höhepunkt einer erfolgreichen wissenschaftlichen Kooperation.

PPS: Nochmal Klartext was Biologische Schutzstufe 4 bedeutet: Arbeit mit biologischen Stoffen, die eine schwere Krankheit beim Menschen hervorrufen und eine ernste Gefahr für Beschäftigte darstellen; die Gefahr einer Verbreitung in der Bevölkerung ist unter Umständen groß; normalerweise ist eine wirksame Vorbeugung oder Behandlung nicht möglich.

Das Labor muss baulich abgetrennt sein, die Zu- und Abluft muss gefiltert werden und der Zugang darf nur über eine Schleuse erfolgen, damit ein Unterdruck aufrechterhalten werden kann. Das Labor muss hermetisch abgeschlossen werden können, um eine Desinfektion durchzuführen. Die Decken und Böden müssen den Anforderungen des S 3-Labors entsprechen. Die Arbeitsstoffe sind unter Verschluss aufzubewahren und Tierkörper müssen unmittelbar im Labor beseitigt werden. Außerdem muss jedes Labor eine eigene Ausrüstung besitzen.

Weiterführende Links

Das Ebolavirus muss draußen bleiben!

Weiterführende Literatur

[1] J. E. Blaney, C. Wirblich, A. B. Papaneri, R. F. Johnson, C. J. Myers, T. L. Juelich, M. R. Holbrook, A. N. Freiberg, J. G. Bernbaum, P. B. Jahrling, J. Paragas, M. J. Schnell. Inactivated or Live-Attenuated Bivalent Vaccines that Confer Protection against Rabies and Ebola Viruses. Journal of Virology, 17 August 2011

[2] Jan E. Carette, Matthijs Raaben, Anthony C. Wong, Andrew S. Herbert, Gregor Obernosterer, Nirupama Mulherkar, Ana I. Kuehne, Philip J. Kranzusch, April M. Griffin, Gordon Ruthel, Paola Dal Cin, John M. Dye, Sean P. Whelan, Kartik Chandran, Thijn R. Brummelkamp. Ebola virus entry requires the cholesterol transporter Niemann–Pick C1. Nature, 24 August 2011

[3] Marceline Côté, John Misasi, Tao Ren, Anna Bruchez, Kyungae Lee, Claire Marie Filone, Lisa Hensley, Qi Li, Daniel Ory, Kartik Chandran, James Cunningham. Small molecule inhibitors reveal Niemann–Pick C1 is essential for Ebola virus infection. Nature, 24 August 2011

Bildnachweis

U.S. Army Medical Research Institute of Infectious Diseases

Quelle

Veröffentlicht von

Joe Dramiga ist Neurogenetiker und hat Biologie an der Universität Köln und am King’s College London studiert. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit der Genexpression in einem Mausmodell für die Frontotemporale Demenz. Die Frontotemporale Demenz ist eine Erkrankung des Gehirns, die sowohl Ähnlichkeit mit Alzheimer als auch mit Parkinson hat. Kontakt: jdramiga [at] googlemail [dot] com

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