Mai 2017

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Die Tricks der Herpes-Viren entlarven

Herpes-Simplex-Viren vom Typ 1 lösen Lippenherpes aus. Fast 90 Prozent der Deutschen tragen diese Viren in sich. Forschende aus Würzburg sind ihren Tricks auf der Spur. Die Erkenntnisse könnten helfen, Herpes zu heilen und Tumorerkrankungen besser zu verstehen.

Lippe mit Herpesbläschen

Juckende und schmerzende Herpesbläschen treten zumeist auf, wenn das Immunsystem der Infizierten geschwächt ist.

LeventKonuk/Thinkstock

Meist kündigen sie sich schon Stunden zuvor durch Kribbeln, Spannungsgefühl oder leichtes Brennen an: Herpesbläschen kommen in der Regel auf der Lippe des Infizierten zum Vorschein. Sie können aber auch an Nase, Fingernägeln, Augen oder Gesäß auftreten. Verursacher der juckenden und schmerzenden Bläschen sind Herpes-Simplex-Viren vom Typ 1. Normalerweise sind die Krankheitssymptome zwar unangenehm, aber nicht gefährlich. Doch gerade bei bestimmten Risikogruppen wie Patientinnen und Patienten unter Chemotherapie, Neugeborenen oder HIV-Kranken kann es beim Ausbruch einer Herpes-Infektion zu lebensbedrohlichen Komplikationen kommen. Aber auch bei Gesunden kann Herpes spontan eine Gehirnentzündung auslösen, häufig mit irreversiblen Schäden.

Wer sich einmal mit Herpesviren infiziert hat, wird sie für den Rest seines Lebens nicht mehr los. Zumeist befinden sie sich im Ruhezustand. Erst wenn das Immunsystem geschwächt ist, etwa bei Infektionskrankheiten, Fieber, Stress oder starker Sonneneinstrahlung, werden die Herpesviren wieder aktiv. Die meisten Menschen infizieren sich bereits vor dem sechsten Lebensjahr mit Herpes. „In den ersten Stunden nach der Infektion entscheidet sich in jeder einzelnen befallenen Zelle, ob sich das Virus darin aktiv vermehrt oder in den Ruhezustand übergeht“, sagt Lars Dölken vom Lehrstuhl für Virologie an der Universität Würzburg. Der Mediziner und sein Team wollen verstehen, wie es zu dieser Entscheidung kommt. Diese Erkenntnisse könnten neue Ansatzpunkte für Therapien zur Bekämpfung der Herpes-Viren liefern.

Wie Herpesviren die Kontrolle übernehmen

Was passiert, wenn die Viren in den Körper des Menschen eindringen? Welche Tricks wenden sie an, um sich dem Zugriff des Immunsystems zu entziehen? Und wie gelingt es den Viren, in einzelnen Zellen das Kommando zu übernehmen? Die Forscherinnen und Forscher aus Würzburg suchen Antworten auf diese Fragen. Fest steht, dass das Erbmaterial des Virus aus DNA besteht, wie beim Menschen auch. „Sobald der Herpeserreger in eine menschliche Zelle eingedrungen ist, schleust er sein Erbgut in den Zellkern ein“, erklärt Dölken. Im Ruhezustand versteckt sich das Virus dort, sodass es vom Immunsystem des Infizierten nicht erkannt und attackiert werden kann.

Im Zellkern befindet sich die molekulare Maschinerie, mit der genetische Informationen von der DNA abgelesen und in sogenannte RNA-Moleküle umgeschrieben werden. Diese RNA bestimmt dann, welche Proteine die Zelle bildet, etwa um das Zellwachstum voranzutreiben. Herpesviren sind in der Lage, die Kontrolle über diese Maschinerie zu übernehmen. Sie nutzen die Zellen aus, um eigene Proteine in großen Mengen produzieren zu lassen und sich massenhaft zu vermehren. „Die Zelle wird schließlich zerstört und setzt dabei tausende neue Viruspartikel frei“, sagt Dölken.

Modell eines Herpes-Virus

Kenner der menschlichen Zelle: Das Herpesvirus schleust seine DNA in den Zellkern ein und übernimmt dort das Kommando.

Aunt_Spray/Thinkstock

Patientinnen und Patienten vom Virus heilen

Unternehmen die Betroffenen nichts gegen den Herpesausbruch, verschwinden die Bläschen in der Regel nach etwa zwei Wochen wieder. Doch damit ist die Infektion noch längst nicht ausgestanden, denn die Viren ruhen weiter in einzelnen infizierten Zellen. An diesem Punkt wollen die Würzburger Forscherinnen und Forscher ansetzen. Ihr langfristiger Plan ist es, einen Wirkstoff zu entwickeln, der einen akuten Ausbruch in allen von Herpes infizierten Zellen in Gang setzt. Damit würde man alle Viren aktivieren. „Das Immunsystem könnte dann die Herpesviren mit Unterstützung antiviraler Medikamente effektiv bekämpfen“, sagt Dölken. „Die Latenz würde verschwinden und wir hätten den Patienten vom Virus geheilt.“

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hoffen, dass dieses Prinzip auch bei anderen schwerwiegenderen Herpesformen wirken würde. Es gibt insgesamt acht Typen von Herpesviren beim Menschen. Dazu zählen etwa der Genitalherpes oder das Epstein-Barr-Virus, das im Verdacht steht, Tumorerkrankungen auszulösen. Auch Krankheiten wie Windpocken, Gürtelrose und Pfeiffersches Drüsenfieber werden von Herpesviren verursacht.

Ablesen der menschlichen DNA gestört

Eine verblüffende Erkenntnis über das trickreiche Vorgehen des Virus in der Zelle haben Dölken und sein Team bereits gewonnen. Wenn die genetischen Informationen von der DNA abgelesen und in RNA verwandelt werden, gibt es normalerweise einen definierten Start- und Endpunkt auf dem DNA-Strang. Dieser Ablesevorgang gerät bei einer infizierten Zelle jedoch außer Kontrolle. Er stoppt nicht mehr an den vorgesehen Stellen, sondern läuft einfach weiter. Hierbei entstehen defekte RNA-Produkte, die nicht mehr zu Proteinen weiterverarbeitet werden können. „Die DNA des Virus wird dagegen völlig korrekt abgelesen“, erklärt Dölken. „So erhöht das Virus die Produktion seiner eigenen Proteine und schwächt zugleich die Wirtszelle.“

Dieses Phänomen konnten Forscherinnen und Forscher aus Yale und Lissabon auch in Tumorzellen und bei zellulären Stressreaktionen beobachten. „Der Erreger des Lippenherpes ist für uns daher ein Modellobjekt, um zu verstehen, was in der Zelle falsch laufen kann“, sagt Dölken. Herpesviren haben sich seit Millionen von Jahren gemeinsam mit dem Menschen entwickelt. „Sie sind damit absolute Spezialisten für unsere Zellen und unser Immunsystem“, so der Virologe. „Sie kennen die Zusammenhänge viel besser als wir. Unser Ziel ist es daher zu wissen, was die Viren wissen.“ Die Forscherinnen und Forscher erhoffen sich, dann auch deutlich besser zu verstehen, was bei Tumorerkrankungen passiert – und auch hier neue Angriffspunkte für Therapien zu identifizieren.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Lars Dölken
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Institut für Virologie und Immunbiologie
Versbacher Straße 7
97078 Würzburg
0931 31-88185
lars.doelken@uni-wuerzburg.de