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Immunzellen und HIV – Neue Studie zu HIV-Zelltropismus

Donnerstag, 04. Februar 2010

Warum vermehrt oder versteckt sich HIV-1 in bestimmten Immunzellen besser als in anderen? Gibt es nätürliche Schutzmechanismen auf Immunzellen, die beeinflussen, wie sich HIV in den Zellen vermehrt? In ihrer aktuellen Studie konnten Wissenschaftler des Heinrich-Pette-Instituts in Hamburg und der Universität Ulm eine wichtige Antwort auf diese Fragen finden. Das zelluläre Eiweiß Tetherin ist eine zentrale Barriere, die beeinflusst in welchen Immunzellen sich HIV-1 vermehren kann und somit den HIV-Zelltropismus lenkt. Das berichten die Forscher jetzt in ihrer Publikation im online-Fachjournal Retrovirology (M. Schindler et al; Retrovirology 2110, 7:1, doi:10.1186/1742-4690-7-1).

„Im letzten Jahr konnten wir bereits einen Faktor identifizieren, der für die optimale Anpassung von HIV-1 an den Menschen wichtig ist und so zur AIDS-Pandemie beitragen konnte. Es ist das virale Eiweiß Vpu, das verschiedene Schutzmechanismen des menschlichen Immunsystems überwinden kann“, erklärt Michael Schindler vom Heinrich-Pette-Institut. Seit langem wird jedoch kontrovers diskutiert, in welche Immunzellen sich HIV-Erreger im Krankheitsverlauf zurückziehen können und wie sie z.B. im Körper die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Die Wissenschaftler interessiert vor allem, welche zellulären und viralen Faktoren für diesen HIV-Zelltropismus verantwortlich sind.

Für die aktuelle Studie untersuchten Schindler und seine Kollegen primäre Immunzellen - also Zellen, die direkt aus menschlichen Blut- und Gewebeproben gewonnen wurden. Neben voll funktionsfähigem HIV-1 wurde außerdem eine Virusmutante verwendet, die einen Defekt im Vpu-Gen hat. Dieser Defekt hat zur Folge, dass die Virusmutante einen wichtigen Schutzmechanismus auf  Immunzellen gegen HIV-1, die so genannte Tetherin-Barriere, nicht optimal überwinden kann. Dieses Tetherin-Eiweiß wirkt auf den Immunzellen wie ein Klebstoff, der Virusnachkommen zurückhält, so dass sie nicht freigesetzt werden können.

„Jetzt zeigen wir zum ersten Mal, dass die Unterdrückung der Tetherin-Barriere durch Vpu in primären Immunzellen tatsächlich eine zentrale Rolle spielt“, fasst Michael Schindler zusammen. Die Virus-Mutante konnte diese Barriere auf Makrophagen, den „Fresszellen“ des Immunsystems, nicht überwinden. Der Grund: Makrophagen erzeugen hohe Mengen Tetherin und können deswegen nur durch HIV-1 Stämme mit voll funktionsfähigem Vpu infiziert werden. Im Gegensatz dazu ließen sich primäre T-Zellen jedoch auch durch den HIV-1 Stamm mit einem Defekt in Vpu infizieren und setzten große Mengen neuer Virusnachkommen frei. „Das liegt daran, dass T-Zellen nur wenig Tetherin auf ihrer Zellmembran tragen und diese Barriere somit auch durch die Vpu-Mutanten überwunden werden kann“, erklärt Schindler. Die Fähigkeit von Vpu, die Tetherin-Barriere auf verschiedenen Zelltypen zu überwinden, ist somit eine wichtige Determinante für den HIV-1 Zelltropismus.

Aktuelle Publikation:
Vpu serine 52 dependent counteraction of tetherin is required for HIV-1 replication in macrophages, but not in ex vivo human lymphoid tissue
Michael Schindler, Devi Rajan, Carina Banning, Peter Wimmer, Herwig Koppensteiner, Alicja Iwanski, Anke Specht, Daniel Sauter, Thomas Dobner  and Frank Kirchhoff
Retrovirology 2010, 7:1doi:10.1186/1742-4690-7-1
Published: 15 January 2010