Vogelgrippe-Virus mit Eierschale

Mineralschicht um Vogelgrippe-Erreger mögliche Ursache für Infektionen bei Menschen

21.08.2017 - China

Die Vogelgrippe kann von Vögeln auf Menschen übertragen werden; eine Übertragung unter Menschen ist dagegen selten. Ursache könnte eine Eierschalen-artige Mineralschicht sein, die die Viren aufgrund der hohen Calcium-Konzentration im Darm von Vögeln bekommen. Wie chinesische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie darlegen, sind diese mineralisierten Viren deutlich infektiöser und dabei robuster und hitzestabiler als die nativen Viren.

Die Vogelgrippe ist eine unter Vögeln hochansteckende Krankheit, die sich inzwischen zu einer ernsten Bedrohung für die menschliche Gesundheit entwickelt hat. Enger Kontakt mit kranken Vögeln oder deren Ausscheidungen wird als Hauptursache für Infektionen bei Menschen angesehen. Ansteckungen unter Menschen sind dagegen begrenzt, was dafür spricht, dass diese Viren Menschen nicht direkt infizieren können. Zuvor ging man davon aus, dass die Viren in Folge von Mutationen oder einer Rekombination mit anderen Erregern die Artengrenze überschritten haben. Neuere Befunde zeigen aber, dass Vogelgrippeviren, die aus erkrankten Menschen isoliert wurden, die gleichen Gensequenzen aufweisen wie solche aus Vögeln.

Wieso stecken sich Menschen dann aber bei Vögeln an? Weil die Viren im Vogeldarm eine mineralische „Schale“ verpasst bekommen, behaupten die Forscher um Ruikang Tang von der Zhejiang University (Hangzhou, China). Sie hatten entdeckt, dass Viren unter calciumreichen Bedingungen mineralisiert werden können. Naturgemäß bietet der Verdauungstrakt von Vögeln – vornehmlicher Aufenthaltsort von Vogelgrippeviren – eine solche calciumreiche Umgebung, damit sich hier Eierschalen bilden können.

Anhand von Versuchen mit in einer dem Vogeldarm-Milieu nachempfundenen Lösung konnten die Forscher jetzt zeigen, dass sich um H9N2- und H1N1-Viren 5 bis 6 nm dicke Schalen aus einem Calciumphosphat-Mineral bilden. Diese mineralisierten Viren erwiesen sich sowohl in einer Zellkultur als auch bei Mäusen als deutlich infektiöser – und tödlicher – als native Viren. Bei Menschen infizieren Vogelgrippeviren den Atemtrakt und befinden sich dann hauptsächlich in Körperflüssigkeiten, wo die Calciumkonzentration für eine Mineralisierung zu gering ist.

Die mineralische Hülle verändert das elektrische Oberflächenpotenzial der Viren. Dadurch adsorbieren mineralisierte Viren wesentlich effektiver an die Oberfläche zukünftiger Wirtszellen. Auch der Aufnahmemechanismus in die Zelle ist ein anderer. Normalerweise dockt das Virus an Rezeptoren auf der Zelloberfläche an und wird daraufhin in die Zelle geschleust. Die Mineralschicht verhindert dies – stimuliert aber offenbar selber eine sehr effektive Aufnahme. Innerhalb der Zelle gelangen die mineralisierten Viren in Lysosomen, deren leicht saures Milieu die Mineralüberzüge auflöst und die Viren freisetzt.

Die Erkenntnisse erklären, warum sich Menschen eher bei Vögeln als bei infizierten Mitmenschen anstecken, und könnten helfen, neue Ansätze zur Bekämpfung der Vogelgrippe zu entwickeln.