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Ein Protein, das vom menschlichen Immunsystem produziert wird, kann Coronaviren stark hemmen, darunter auch Sars-Cov-2, den Erreger von Covid-19. Ein internationales Team aus Deutschland, der Schweiz und den USA konnte zeigen, dass das LY6E-Protein Coronaviren daran hindert, eine Infektion auszulösen. „Daraus lassen sich Hinweise auf mögliche Behandlungsstrategien ableiten“, so Prof. Dr. Stephanie Pfänder von der Abteilung Molekulare und Medizinische Virologie der Ruhr-Universität Bochum (RUB), Erstautorin der Studie, die das Team in der Zeitschrift Nature Microbiology vom 23. Juli 2020 veröffentlicht hat.
Das LY6E-Protein spielt bei verschiedenen Erkrankungen eine Rolle: Schon vor einiger Zeit entdeckten die US-Forscher Prof. Dr. John Schoggins und Prof. Dr. Charles Rice, dass das Protein die Infektiosität von Grippe auslösenden Influenzaviren verstärkt.
2017 besuchte Stephanie Pfänder, die damals noch im Institut für Virologie und Immunologie in der Schweiz arbeitete, mit einer Förderung durch ein Marie Curie Individual Fellowship der Europäischen Union das Labor von Charles Rice an der Rockefeller University in New York, um dort ihre Suche nach Genen fortzusetzen, die Coronaviren hemmen. „Das hat zu der Entdeckung geführt, dass LY6E auf Coronaviren im Vergleich zu Grippeviren den gegenteiligen Effekt hat: Es wirkt auf sie stark hemmend“, berichtet die Forscherin. Weitere Untersuchungen belegten, dass das Protein diese hemmende Wirkung auf alle getesteten Coronaviren ausübte, darunter auch die Erreger von Sars und Mers sowie Sars-Cov-2, den Auslöser von Covid-19.
Viren können nicht fusionieren
Tests mit verschiedenen Zellkulturen zeigten, dass LY6E die Fähigkeit des Virus beeinträchtigt, mit den Wirtszellen zu fusionieren. „Wenn das Virus nicht mit diesen Zellen fusionieren kann, kann es keine Infektion auslösen“, erklärt Letztautor Prof. Dr. Volker Thiel von der Universität Bern.
Der Nachweis im Tiermodell gelang dank einer Kooperation mit dem Labor von John Schoggins am Southwestern Medical Center der University of Texas. Die dortigen Experimente führten zu der Erkenntnis, dass die Mausvariante des Proteins namens Ly6e für den Schutz von Immunzellen vor Infektionen entscheidend ist. In Abwesenheit von Ly6e werden Immunzellen wie dendritische Zellen und B-Zellen anfälliger für Infektionen, und ihre Anzahl nimmt drastisch ab. Mäuse, denen Ly6e in Immunzellen fehlt, sind sehr anfällig für ein normalerweise nicht tödliches Maus-Coronavirus und sterben daran.
Grundlegende Konzepte verstehen
Zwar betonen die Forscher, dass sich das im Experiment verwendete Maus-Coronavirus deutlich von dem Erreger des aktuellen Covid-19-Ausbruch unterscheidet – so löst es zum Beispiel keine Atemwegserkrankung, sondern Hepatitis aus. Dennoch ist es weithin als Modell für das Verständnis der grundlegenden Konzepte der Coronavirus-Replikation und der Immunreaktionen in einem lebenden Tier anerkannt.
„Unsere Studie bringt neue Erkenntnisse darüber, wie wichtig diese antiviralen Gene für die Kontrolle der Virusinfektion und für eine angemessene Immunantwort gegen das Virus sind“, so die Autoren. „Da LY6E ein natürlich vorkommendes Protein des Menschen ist, hoffen wir, dass dieses Wissen bei der Entwicklung von Therapien helfen kann, die eines Tages zur Behandlung von Coronavirus-Infektionen eingesetzt werden könnten.“ Ein therapeutischer Ansatz, der den Wirkmechanismus von LY6E nachahmt, könne eine erste Verteidigungslinie gegen neuartige Coronavirus-Infektionen darstellen.
Förderung
Stephanie Pfänder wurde gefördert von der Europäischen Kommision im Rahmen eines Marie-Skłodowska-Curie-Fellowships (Fördernummer 748627).
Prof. Dr. Stephanie Pfänder
Abteilung Molekulare und Medizinische Virologie
Medizinische Fakultät
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 29278
E-Mail: stephanie.pfaender@rub.de
Prof. Dr. Volker Thiel
Institut für Virologie und Immunologie IVI der Universität Bern
und Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen BLV
Schweiz
Tel.: +41 31 631 2413
E-Mail: volker.thiel@unibe.ch
Stephanie Pfaender et al.: LY6E impairs coronavirus fusion and confers immune control of viral disease, in: Nature Microbiology, 2020, DOI: 10.1038/s41564-020-0769-y
Prof. Dr. Stephanie Pfänder
RUB, Katja Marquard
© RUB, Marquard
Criteria of this press release:
Journalists
Medicine
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
Prof. Dr. Stephanie Pfänder
RUB, Katja Marquard
© RUB, Marquard
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