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Kleine Mutation erzeugt Killer

Es gibt Vermutungen, dass eine kleine Mutation im Hämagglutinin-Molekül (HA), bei dem möglicherweise nur eine Aminosäure ausgetauscht wurde, die Ursache für die neuen verheerenden Eigenschaften des Influenza-Virus in der zweiten Welle der Pandemie von 1918/1919 war.

Bei einer 1983 in Pennsylvania aufgetretenen Hühnergrippe konnte ein solcher Fall nachgewiesen werden. Zunächst verlief die Hühnergrippe normal mit relativ milden Darmstörungen (bei Hühnern befällt das Influenza-Virus in erster Linie den Darm und nicht die Atemwege wie beim Menschen, siehe unten). Doch plötzlich wurden die Hühner in Massen dahingerafft. Das Influenza-Virus befiel nun die verschiedensten Organe und verursachte multiple innere Blutungen.

Die Ursache wurde von Robert G. Webster mit seinen Kollegen am Forschungshospital für Kinderkrankheiten St. Jude in Memphis (Tennessee) untersucht. Eine kleine Mutation, durch die nur eine Aminosäure im HA ausgetauscht worden war, war der Grund für die plötzlich so verheerenden Eigenschaften des Virus.

Das Influenza-Virus wird in eine neue Wirtszelle aufgenommen, indem es von der Zellmembran umschlossen und dann quasi in das Zellinnere, ins Cytoplasma, eingestülpt wird. Damit sich das Virus in der Zelle vermehren kann, muss es aus diesem zellmembranumhüllten Gebilde, einem Endosom, ins Cytoplasma freigesetzt werden. Dabei spielt das HA eine wichtige mechanistische Rolle. Diese Rolle kann das HA nur erfüllen, wenn es noch vor dem Eindringen des Virus in die Wirtszelle in zwei Ketten gespalten wurde, die dann nur noch durch nichtkovalente Wechselwirkungen und eine kovalente Disulfid-Brücke verbunden sind.

Die Spaltung erfolgt durch bestimmte Enzyme, die zu den Serin-Proteasen gehören. Diese Serin-Proteasen kommen beim Menschen praktisch nur in den Atemwegen und bei Hühnern (bzw. Vögeln) im Verdauungstrakt vor. Die besagte Mutation im HA des Hühnergrippe-Virus in Pennsylvania 1983 machte das HA-Molekül nun plötzlich auch für eine Spaltung durch Furin-Proteasen empfindlich, die auch in den meisten anderen Gewebetypen von Hühnern vorkommen. Auf diese Weise konnte sich das Virus in den verschiedensten Organen massenhaft vermehren und eine Multiorganschädigung mit den entsprechenden Folgen hervorrufen.

Literatur

Laver, W. G.; Bischofberger, N.; Webster, R. G. (1999): Entwaffnung von Grippeviren. In: Spektrum der Wissenschaft. 3 , 70-79