HI-Viren können das Immunsystem getarnt austricksen. Forscher haben nun einen Mechanismus identifiziert, mit dem das Immunsystem HIV dennoch erkennen kann. Das Wissen könnte zur Entwicklung von Impfstoffen beitragen.
Das Humane Immunschwächevirus HIV-1 gehört zur Familie der sogenannten Lentiviren. Da HI-Viren den Abwehrmechanismen des Immunsystems entgehen können, können sie langsam fortschreitende chronische Infektionskrankheiten wie AIDS auslösen. Das HI-Virus ist ein RNA-Virus. Nach dem Eindringen in eine Zelle synthetisiert das HI-Virus nur eine einzige DNA-Kopie und integriert sie dann in das Genom des Wirts. Es wird von der Zelle wie ein normales zelluläres Gen behandelt und bleibt daher für das Immunsystem unsichtbar.
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Es scheint jedoch, dass das Immunsystem in der Lage ist, HIV in einem frühen Stadium zu erkennen. In einer aktuellen Studie konnten Forscher einen körpereigenen Mechanismus identifizieren, der HI-Virus-DNA in der Zelle als fremd erkennt und so eine Abwehr auslöst. Aber wie kann die zelluläre Überwachungsmaschinerie diese kleine DNA-Menge erkennen, selbst wenn sie vorübergehend ist?
Doppelte Identifikation
Wissenschaftler identifizierten einen bisher unbekannten zweistufigen Mechanismus, der dies ermöglicht. In einem ersten Schritt markiert das Rezeptor-Polyglutamin-bindende Protein 1 (PQBP1) das intakte virale Kapsid, also die Proteinstruktur, die als Verpackung für das virale Genom dient. Im zweiten Schritt, wenn das HI-Virus im Prozess der reversen Transkription seine RNA in DNA umwandelt und das virale Kapsid abgebaut wird, wird ein DNA-Sensorprotein benötigt. In diesem Fall zyklische GMP-AMP-Synthase (cGAS).
Monozyten-abgeleitete dendritische Zellen eines gesunden Spenders, gefärbt für PQBP1 (rot) und die zelluläre Strukturkomponente Tubulin-beta (grün). Das mittlere Fach ist blau. Quelle: N. Hein-Fuchs Diese zweistufige Erkennung sowohl des Erregerproteins (HIV-Kapsid) als auch der Erreger-DNA (HIV-DNA) stellt sicher, dass die nachfolgende Aktivierung immunstimulierender Signalwege nicht spontan durch eine einzelne Komponente ausgelöst wird. Dies ist notwendig, um die körpereigenen Strukturen zu schützen. Wenn es nach dieser doppelten Erkennung aktiviert wird, folgt eine starke und gezielte Entzündungsreaktion. Dies löst eine robuste Reaktion auf „echte“ fremde DNA-Spezies aus und verhindert gleichzeitig eine unerwünschte Selbstaktivierung der Wirts-DNA.
Erkennung jenseits von Lentiviren
Die Studie liefert nicht nur neue Einblicke in die angeborene zelluläre Erkennung von Lentiviren, sondern veranschaulicht auch, wie zusätzliche Kontrollmechanismen verwendet werden können, um die Sensoren der Zellen auf bestimmte Muster in Mikroben zu lenken. Mit diesem Konzept könnten auch andere Erreger spezifisch und effizient identifiziert werden.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Paul-Ehrlich-Instituts – Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel. Den Originalbeitrag finden Sie hier.
Bildnachweis: Sander Sammy, unsplash