Hüllproteine von Viren: Ist die Zuckervielfalt ein Abwehrmechanismus?

[27.05.2021] Antivirale Therapien und Impfstoffe richten sich häufig gegen Proteine der Hülle von Viren, weil sie entscheidend für die Infektion und Ausbreitung sind. Diese sogenannten Hüllproteine tragen häufig Zucker auf ihrer Oberfläche und können sehr variabel sein – so sehr, dass das Immunsystem das Virus nicht mehr erkennt. Prof. Dr. Christina Karsten, Virologin an der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen vermutet, dass die Zuckervariabilität eine Art Abwehrmechanismus darstellt. Ob das so ist, will sie am Beispiel des HI-Virus klären. Die VolkswagenStiftung fördert das ambitionierte Projekt als „Experiment!“ am Universitätsklinikum Essen mit 38.700 Euro in den kommenden 18 Monaten.

Das Hüllprotein des HI-Virus trägt eine besonders dichte Zuckerhülle. Während sich das Virus in den T-Zellen des menschlichen Körpers vermehrt, verändern sich die Hüllproteine immer wieder in ihrer Sequenz und in den Zuckern auf der Proteinoberfläche. „Dabei entstehen zufällige Zuckervarianten: manche lassen sich durch die körpereigene Abwehr weiterhin gut erkennen oder sogar noch etwas besser bekämpfen“, so Prof. Dr. Karsten, die die Juniorprofessur für Impfstoffentwicklung innehat. „Andere Varianten sind problematisch, weil das Immunsystem sie nicht mehr erkennt. Auch wenn es zunächst nur einzelne Viren sind, die der Abwehr aufgrund ihrer veränderten Zucker entgehen, kann sich die Infektion auf diese Weise möglicherweise ausbreiten und dauerhaft bestehen.“
Um zu klären, ob es sich tatsächlich um einen Abwehr- oder Fluchtmechanismus des HI-Virus handelt, will das Team eine neue Technik anwenden, die sogenannte Durchfluss-Virometrie. „Damit können wir die für das Immunsystem unsichtbar geworden Virusvarianten herausfiltern und genauer untersuchen“, sagt Prof. Karsten. Die Wissenschaftlerin hofft mit ihrem Team die grundlegenden Mechanismen der Zuckervielfalt aufzuklären, um so zukünftige neue Impfstoffkandidaten und antivirale Strategien zu entwickeln.
Die Projekte, die in die Förderlinie "Experiment!" der VolkswagenStiftung aufgenommen werden, zeichnen sich dadurch aus, dass sie Risiko-behaftet sind und/oder besondere, grundlegend neue Arbeitsansätze oder Hypothesen darstellen.
Mehr zum Projekt unter: https://portal.volkswagenstiftung.de/search/projectDetails.do?ref=9B250