Proteine auf T-Zellen wirken wie Einlasspforten für das HI-Virus
13.09.2013
Trotz viele Jahre intensiver Forscher konnte bislang keine Heilmittel gegen HIV entwickelt werden. Gelangt das HI-Virus ins Blut eines Menschen, greift es sein Immunsystem an und legt die körpereigene Abwehr lahm. Um in die Körperzellen einzudringen, erhält das HI-Virus Hilfe von Proteinen, die auf der Oberfläche der sogenannten T- Lymphozyten (T-Zellen), den Helferzellen, sitzen. Chinesischen Forschern gelang es nun, die Struktur eines der Proteine, CCR5, zu entschlüsseln. Die Erkenntnisse könnten zukünftig dafür genutzt werden, Medikamente zu entwickeln, die CCR5 zuverlässig blockieren. Ein Heilmittel gegen Aids wäre aber auch damit noch nicht gefunden.
HIV gelangt mit Hilfe bestimmter Proteine in die T-Zellen
Das Humane Immunindefizienz-Virus (HIV) gehört zu den gefürchtetsten Viren weltweit. Unbehandelt führt es meist nach einer mehrjährigen Inkubationszeit zum Ausbruch von Aids (engl. acquired immunodeficiency syndrome, übersetzt: erworbenes Immundefizienzsyndrom). Das HI-Virus greift das Immunsystem an, indem es die T-Zellen attackiert, die in der Folge absterben. Auf diese Weise wird die körpereigene Abwehr vernichtet, so dass sie im Verlauf der Infektion auch gegen andere, eigentlich ungefährliche Viren und Bakterien machtlos wird.
Bereits in den 1990er Jahren entdeckten Wissenschaftler den Mechanismus, mit dem die HI-Viren in die Körperzellen eindringen. Proteine (Einweiße) wie CCR5 sitzen auf den Oberflächen der T-Zellen und fungieren als Einlasspforten für HI-Viren ähnlich dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Mittlerweile gibt es HIV-Medikamente, die diesen Wirkmechanismus blockieren. Dazu gehört unter anderem Maraviroc. Das Mittel verhindert, dass das HI-Virus an der Oberfläche von CCR5 andocken kann. Da es aber nicht nur eine einzige Form von CCR5 sondern viele unterschiedliche Typen gibt, ist das Medikament immer dann unwirksam, wenn CCR5-Typen auf T-Zellen sitzen, die nur eine geringe Affinität zu Maraviroc aufweisen. Es müsste deshalb ein Mittel gefunden werden, dass alle Typen des Proteins zuverlässig blockieren kann. Aber genau darin besteht die Schwierigkeit, zumal bis vor Kurzem nicht einmal der genaue Hemmmechanismus für das Proteins bekannt war.
HI-Virus kann seine Gestalt verändern
Dieses Rätsel lüfteten jüngst chinesische Wissenschaftler um Beili Wu von der Chinese Academy of Sciences, indem sie die ersten hochauflösenden Aufnahmen des Komplexes aus CCR5 und Maraviroc machten. Ihre Ergebnisse wurden im Fachmagazin „Science“ veröffentlicht. Bei ihren Untersuchungen stellte sich heraus, dass das Medikament nicht etwa den Eingang des HIV-Rezeptors blockiert sondern vielmehr „von hinten“ an CRR5 andockt und auf diese Weise die Gestalt des Proteins verändert. Eine weitere wichtige Erkenntnis der Forscher besteht darin, dass die Bilder Aussagen darüber zulassen, welche CCR5-Typen nicht von Maraviroc blockiert werden können. Ihre kuppelförmige, verdrehte Gestalt verhindert demnach, dass sich das Medikament anlagern kann. „Dieses Wissen könnte uns helfen, Medikamente wie Maraviroc zu optimieren und eine neue Generation von Arzneimitteln zu entwickeln", zitiert „Zeit-Online“ Wissenschaftlerin Wu.
Doch auch wenn es gelingen würde, ein HIV-Medikament zu entwickeln, das alle CCR5-Typen blockiert, müssten weitere Mittel gefunden werden, mit denen die anderen Proteine, die das HI-Virus als Einlasspforte in die Zellen nutzt, gehemmt werden. Eines dieser Eiweiße ist CXCR4. Wenn das HI-Virus nicht mehr über CRR5 in die T-Zellen gelangen kann, verändert es seine Gestalt, so dass es sich an CXCR4 anlagern kann.
Bereits vor sechs Jahren gelang Wu die Entschlüsselung der CXCR4-Struktur. Ein Vergleich der beiden Proteine zeigte dass ihr Aufbau ähnlich ist. Lediglich kleine Abweichungen seien dafür verantwortlich, dass sie von unterschiedlichen HIV-Varianten bevorzugt würden, erklärte Wu. „Mit diesen Erkenntnissen könnten bald Wirkstoffe entwickelt werden, die sowohl CXCR4 als auch CCR5 blockieren", zitiert die Zeitung die Wissenschaftlerin. (ag)
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