Donnerstag 09. März 2017

Neue Perspektive für die Erforschung des Hepatitis C-Virus

Quelle: Inés Romero-Brey. Das Non-primate Hepacivirus (NPHV) induziert ähnliche Membranveränderungen wie das Hepatitis C Virus. Ultrastrukturelle Analyse von Leberzellen eines NPHV-infizierten Pferdes. Ein Überblick von mehreren Leberzellen ist auf der linken Seite gezeigt. Auf der rechten Seite ist ein Ausschnitt vergrößert gezeigt.

Mit dem Hepatitis C-Virus (HCV) sind weltweit etwa 160 Millionen Menschen infiziert. Obwohl es neue Therapeutika gibt, ist die Virusinfektion nach wie vor eine der häufigsten Ursachen für Lebertransplantationen, denn die neuen Medikamente sind sehr teuer und können nicht flächendeckend in ärmeren Regionen der Welt eingesetzt werden. Unter anderem gesucht: eine Impfung gegen die Virusinfektion. Eines der größten Probleme bei der Entwicklung neuer Ansätze gegen HCV ist die extreme Spezialisierung des Virus, denn es infiziert ausschließlich Menschen und Schimpansen. HCV können Forscher nur in Zellkulturen untersuchen, aber Zellkulturen haben kein Immunsystem und damit war es bislang sehr schwierig Impfstrategien zu entwickeln und zu untersuchen. Wissenschaftler des TWINCORE erforschen nun einen sehr engen Verwandten des Hepatitis-C-Virus: das „Non-primate hepacivirus“, kurz NPHV. Dieser neue virale Erreger infiziert Pferde und Esel und wirft viele Fragen auf, die Aufschlüsse über das menschliche Hepatitis C-Virus geben werden. In einer aktuellen Studie, die im Journal PNAS publiziert wurde, haben die Forscher die Immunkontrolle des NPH-Virus durch seinen natürlichen Wirt, das Pferd, in den Fokus gerückt.

„Das NPH-Virus ist das dem HC-Virus ähnlichste Virus, das wir kennen“, sagt Dr. Stephanie Pfänder, ehemals Wissenschaftlerin am TWINCORE, nun am Institut für Virologie und Immunologie (IVI) in Bern. Das Virus ist ähnlich auf seinen Wirt spezialisiert wie HCV: Pferde sind der natürliche Wirt des Virus, außerdem infiziert es Esel. Und es vermehrt sich vorwiegend in der Leber – auch das ist bei beiden Virusarten gleich. Im Gegensatz zu Menschen, scheinen Pferde jedoch nicht an dem Virus zu erkranken. Sie zeigen keine – oder in wenigen Fällen leichte – Symptome und meist hat ihr Immunsystem das Virus nach wenigen Wochen eliminiert. „Bei unseren ersten Untersuchungen zu NPHV im Jahr 2014 haben wir bei einem hohen Prozentsatz der untersuchten Vollblutpferde aus einer renommierten Zucht Antikörper gegen das Virus gefunden. Das heißt, viele dieser Pferde waren schon einmal mit dem Virus infiziert, ohne dass die Infektion bemerkt worden wäre“, sagt Prof. Eike Steinmann, Leiter der Arbeitsgruppe Virustransmission am Institut für Experimentelle Virologie des TWINCORE. Ist das Paar „Pferd-NPHV“ vielleicht das lange gesuchte Modell, mit dem die Wissenschaftler einem Impfstoff gegen HCV näher kommen können?

Um das heraus zu finden, haben die TWINCORE-Wissenschaftler Eike Steinmann, Stephanie Pfänder und Stephanie Walter in einer engen Kooperation mit der Klinik für Pferde, dem Institut für Pathologie und dem Institut für Virologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover drei Pferde, die keine Antikörper gegen das Virus im Blut hatten, unter kontrollierten Bedingungen mit dem NPH-Virus infiziert und ihnen einmal in der Woche Blut für die Analyse der Immunzellen abgenommen. „Das Immunsystem hatte das Virus in einem Fall bereits nach einer Woche aus dem Körper eliminiert und in den anderen beiden Fällen nach acht Wochen“, sagt Stephanie Pfänder. „Da wir keine starke allgemeine Immunreaktion beobachten konnten, vermuten wir, dass die Abwehrreaktion des Immunsystems hauptsächlich in der Leber stattgefunden hat.“

Mit diesem Wissen sind die Wissenschaftler eine Frage weiter gegangen: Schützt die abgewehrte Infektion vor einer erneuten Infektion mit dem NPH-Virus? „Wir haben dafür die Pferde fünf Monate, nachdem sie die Infektionen abgewehrt hatten, erneut mit dem selben Virusstamm infiziert“, erklärt die Kooperationspartnerin in der Klink für Pferde der TiHo PD Dr. Jessika Cavalleri. „Die Pferde waren durch ihre vorherige Infektion geschützt. Die Erstinfektion wirkt also offenbar wie eine Impfung.“ Und auch gegen eine andere Variante des Virus waren die Pferde immun, wie weitere Infektionen einige Monate später zeigen konnten. Allerdings ist die genetisch Bandbreite der NPH-Viren längst nicht so breit wie die der HC-Viren – alle bekannten NPH-Viren sind sich recht ähnlich.
„Diese Ergebnisse könnten die Impfstoffentwicklung für Hepatitis C erleichtern“, sagt Eike Steinmann, „denn jetzt können wir zum ersten Mal ein dem HC-Virus sehr ähnliches Virus in seinem natürlichen Wirt untersuchen – der dazu noch in der Lage ist, das Virus einfach abzuwehren.“

Publikation:

Pfaender S, Walter S, Grabski E, Todt D, Bruening J, Romero-Brey I, Gather T, Brown RJP, Hahn K, Puff C, Pfankuche VM, Hansmann F, Postel A, Becher P, Thiel V, Kalinke U, Wagner B, Bartenschlager R, Baumgärtner W, Feige K, Pietschmann T, Cavalleri JM, Steinmann E (2017). Immune protection against re-infection with non-primate hepacivirus. PNAS published ahead of print March 8, 2017, doi:10.1073/pnas.1619380114

Ansprechpartner:


Apl. Prof. Dr. Eike Steinmann, eike.steinmann(at)twincore.de
Tel: +49 (0) 511 220027-133