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Medizin

Wie das Zikavirus Hirnfehlbildungen verursacht

Montag, 10. September 2018

In der mit Zika infizierten Frau (rechts) repliziert sich das Virus im Embryo und verwendet dafür Proteine (blau), die wichtig für das Wachstum von Neuronen wären. Nervenzellen (grün) können sich daher nur im Embryo der gesunden Mutter korrekt entwickeln. /M. Krause, Max-Planck-Institut für Biochemie
In der mit Zika infizierten Frau (rechts) repliziert sich das Virus im Embryo und verwendet dafür Proteine (blau), die wichtig für das Wachstum von Neuronen wären. Nervenzellen (grün) können sich daher nur im Embryo der gesunden Mutter korrekt entwickeln. /M. Krause, Max-Planck-Institut für Biochemie

München – Bei einer Infektion mit dem Zikavirus während der Schwangerschaft können beim Kind bekanntlich schwere Fehlbildungen des Gehirns auftreten. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) und des Max-Planck-Instituts für Biochemie (MPI-B) haben jetzt einen Mechanismus beschrieben, der diese Fehlbildungen verursachen könnte. Die Studie ist in Nature erschienen (2018; doi: 10.1038/s41586-018-0484-5). 

Das Forschungsteam identifizierte in einer großen Proteomik-Studie, wie das Zikavirus menschliche Gehirnzellen beeinflusst. Sie untersuchten dabei, welche zellulären Proteine chemisch oder in ihrer Anzahl durch das Virus verändert werden oder an Proteine des Virus binden. Es zeigte sich, dass der Einfluss des Zikavirus auf die Zelle enorm ist: 9 % aller zellulären Proteine wurden chemisch verändert und Virusproteine interagierten mit mehr als 380 Zellproteinen. 

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Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Virus diese Faktoren von der Hirnentwicklung abzieht und für die Vervielfältigung seines Erbguts nutzt. Andreas Pichlmair, TUM

Die Wissenschaftler um Andreas Pichlmair, Professor für Immunpathologie von Virusinfektionen an der TUM, fanden heraus, dass das Virus bestimmte zelluläre Proteine verwendet, um das eigene Erbgut zu vervielfältigen. Diese zellulären Proteine sind aber wichtige Faktoren, damit sich eine Stammzelle zu einer Nervenzelle entwickelt.

„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Virus diese Faktoren von der Hirnentwicklung abzieht und für die Vervielfältigung seines Erbguts nutzt. Das Gehirn kann sich so nicht korrekt ausbilden“, erklärt der Virologe. Als das Team um Pichlmair die Faktoren in den Zellen entfernten, vermehrte sich das Virus sehr viel schlechter. Sie wiesen nach, welche Virusproteine genau mit diesen Entwicklungsfaktoren in Kontakt treten und die Hirndefekte erklären.

„Unsere umfassende Datensammlung soll auch dazu dienen, anderen Wissenschaftlern Möglichkeiten aufzuzeigen, therapeutische Ansätze zur Eliminierung von Zika oder verwandten Viren zu entwickeln“, so Pichlmair. 

Vor einigen Jahren verbreitete sich das Zikavirus über Südamerika und wurde zum globalen Gesundheitsproblem. Viele Frauen, die dort zu Beginn der Schwangerschaft über den Stich einer Mücke erstmalig mit dem Virus in Kontakt kamen, brachten behinderte Kinder zur Welt. Die Babys litten unter einer Mikrozephalie – sie wurden mit einem zu kleinen Gehirn geboren. „Dass Zikavirus-Infektionen diese Fehlbildungen auslösen, konnte wissenschaftlich gezeigt werden. Warum sie entstehen, blieb bisher ungelöst“, berichten die Forscher. 

© hil/EB/aerzteblatt.de

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