Virusinfektionen gehören zu den größten medizinischen Herausforderungen – seien es Hepatitis-C-Viren, die West-Nil-, Zika- oder auch Ebola-Viren. Diesen Parasiten fehlen selbst grundlegende Stoffwechselwege, um sich selbständig vermehren zu können. Um sich im Körper ausbreiten zu können, kapern sie die metabolische Maschinerie ihres infizierten Wirtes.
Wie dies genau abläuft, ist bis heute noch nicht in allen Details geklärt. Aber jetzt ist man einen entscheidenden Schritt weiter: Der internationalen Forschergruppe unter Leitung von Prof. Yaakov Nahmias (Jerusalem) gelang es nämlich, eine Reihe genetischer Schalter zu identifizieren, die die metabolische Antwort auf eine Infektion mit dem Hepatitis-C-Virus kontrollieren. Sie konnten zeigen, wie die Gene Prozesse wie den Glukose- und Fettstoffwechsel kontrollieren und den Lebenszyklus des Hepatitis-C-Virus beeinflussen.
Zugriff verweigern
Während einige Stoffwechselprozesse im Versuch förderlich für die Viren waren, indem sie zum Beispiel seine Vermehrung beschleunigten, waren andere überraschenderweise antiviral, indem sie seinen Lebenszyklus unterbrachen. Sprich: Zellen können die Vermehrung von Viren blockieren, indem sie den Zugriff auf entscheidende Bausteine verweigern.
Diese Erkenntnis eröffnet neue Therapieoptionen bei Virusinfektionen. „Man sollte sich die Genregulation der metabolischen Prozesse zunutze machen, auf die die Viren angewiesen sind“, so Dr. Martin Trippler. Um herauszufinden, über welche Mechanismen die HCV-Viren in die Stoffwechselregulation eingreifen, verwendete die Forschergruppe ein neues von Prof. Nahmias entwickeltes Labormodell mit menschlichen Leberzellen.
Hepatitis-C-Virus greift in Prozesse ein
Eine Infektion mit Hepatitis-C-Viren verändert die Stoffwechselwege in Leberzellen. © Uni Duisburg-EssenDurch die Kartographierung des Stoffwechsels sowohl von HCV-infizierten als auch von normalen Leberzellen ließ sich der Akzent auf gestörte metabolische Prozesse setzen.
Es zeigte sich, dass nukleäre Rezeptoren maßgeblich für diese Deregulierung verantwortlich sind. Nukleäre Rezeptoren sind Proteine, die innerhalb von Zellen durch Metabolite wie Fettsäuren oder Glukose aktiviert werden. In der Folge erlauben sie es den Zellen, auf Wechsel des Nährstoffangebotes (z.B. nach einer Mahlzeit) zu reagieren.
Viren wie das Hepatitis-C-Virus können in diesen Prozess eingreifen und so zum Beispiel Fettlebererkrankung und Diabetes auslösen. Im Versuch wurden die nukleären Rezeptoren infizierter Leberzellen mittels spezifischer Arzneimittel blockiert.
Während die Blockade des Glukose-Metabolismus schädlich für das HCV war, bewirkte die Blockade des Fettstoffwechsels das Gegenteil und erhöhte sogar die HCV-Vermehrungsrate. Diese Ergebnisse bestätigten sich auch bereits in einer kleinen Gruppe von HCV-Patienten. Auf dieser Basis kann nun an auch neuen Medikamenten für HCV-Infizierte geforscht werden.
Quelle: Universität Duisburg-Essen
Publikation: Martin Trippler et al.; Nuclear receptors control pro-viral and antiviral metabolic responses to hepatitis C virus infection; Nature Chemical Biology, 2016; doi: 10.1038/nchembio.2193
