Vogelgrippeviren können möglicherweise Mechanismen besitzen, die ihnen helfen, menschliche Zellen zu infizieren.

Vogelgrippe-Viren können ein wenig Heimatgefühl vermitteln, um sich an das Leben in neuen Wirtsorganismen anzupassen.

Normalerweise infizieren Viren nur bestimmte Arten von Wirten. Zum Beispiel infizieren viele Viren, die den Menschen befallen, keine anderen Tiere. Influenza-Viren scheinen jedoch oft von Vögeln auf andere Arten zu überspringen. Im Jahr 2009 sprang die H1N1 "Schweinegrippe" von Vögeln auf Schweine und dann auf Menschen über und löste eine Pandemie aus. Auch heute infiziert ein Ausbruch der Vogelgrippe Vögel, Meeressäuger und einige andere Tiere auf der ganzen Welt. Niemand weiß, ob sich dieses Grippevirus irgendwann auf Menschen übertragen wird und falls ja, ob es die Fähigkeit zur leichten Verbreitung und zur Auslösung einer Pandemie hat.

Trotz vieler Fälle von Vogelgrippe-Viren, die Menschen infizieren, waren sich Wissenschaftler nicht genau sicher, wie die Viren Zellen anderer Arten übernehmen. Eine neue Studie bietet einen Hinweis auf einen der ersten Schritte, den aviäre Influenza-Viren verwenden, um sich an die Infektion von Menschen und anderen Tieren anzupassen.

Forscher der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften in Harbin und ihre Kollegen haben herausgefunden, dass aviäre Influenza-Viren Proteine, die bei der Replikation helfen, in ihre viralen Partikel einschließen. Diese Reproduktionshilfen, sogenannte ANP32-Proteine, können den Grippeviren dabei helfen, den Sprung von Vögeln auf Säugetiere zu schaffen, berichten die Forscher am 31. Januar in Science Advances.

Diese Erkenntnis könnte den Forschern dabei helfen, besser zu verstehen und vorherzusagen, welche Grippeviren das Potenzial haben, eine Pandemie auszulösen.

Wenn Viren einen Wirt infizieren, "tragen sie nicht alles mit sich, was sie brauchen, sondern nehmen einfach Dinge, die bereits in der Zelle vorhanden sind, um ihnen bei der Replikation zu helfen", sagt Wendy Barclay, eine molekulare Virologin am Imperial College London. Die Forscher wussten, dass die Viren mit grundlegenden Replikationsmaschinen namens Polymerasen ausgestattet sind. Aber das reicht möglicherweise nicht aus, um eine Infektion richtig zu etablieren.

Die Viren müssen Wirtproteine entführen, um den Eindringlingen dabei zu helfen, schnell Kopien von sich selbst herzustellen. Dazu gehören die ANP32-Proteine, die dabei helfen, Proteine zusammenzubringen, die die Polymerase-Kopiermaschinen bilden.

"Das heutige Grippevirus benötigt diese Hilfe, um sich schnell genug in jeder Wirtszelle zu replizieren, damit es nicht von unserer Immunantwort überwältigt und abgeschaltet wird", sagt Barclay, die nicht an der Arbeit beteiligt war.

Die Forscher untersuchten aviäre Influenza-Proteine in Säugetierzellen unter Elektronenmikroskopen und fanden heraus, dass einige virale Partikel ein wenig Vogel-ANP32 mit sich trugen. Das Protein ist wahrscheinlich an die virale Polymerase gebunden und wird zusammen mit dem Rest der Replikationsmaschinerie in das virale Partikel eingebunden, entdeckten die Forscher. Je stärker die Anziehungskraft zwischen der Polymerase und den ANP32-Proteinen ist, desto mehr Helferprotein wird in Viren eingebunden.

Es war ein Rätsel, wie aviäre Influenza-Viren, die andere ANP32-Proteine als Säugetiere haben, in menschlichen und anderen Säugetierzellen an die ANP32-Proteine anbinden und diese nutzen können. Die Forscher vermuteten, dass einige Grippeviren bereits Mutationen hatten, die es viralen Polymerasen ermöglichen würden, mit Säugetier-ANP32-Proteinen zu interagieren.

Aber die neue Studie legt nahe, dass die Grippeviren durch das Einschließen ihrer eigenen Vogelversionen der Proteine nicht sofort Wirt-ANP32-Proteine ergreifen müssen. Stattdessen kann das Virus das aviäre ANP32-Protein für eine Runde von Kopien in der menschlichen oder anderen Tierzelle verwenden. "Dieser erste Ankerpunkt ermöglicht es dem Virus möglicherweise, sich genug zu replizieren, um ein paar Mutationen vorzunehmen", sagt Barclay.

Einige dieser Mutationen können dann dazu führen, dass die Vogelversion der Polymerase mit Säugetier-ANP32-Proteinen interagieren kann. Viren, die die Vogelversion von ANP32 trugen, hatten eine größere Wahrscheinlichkeit, solche Anpassungsmutationen zu entwickeln, wenn sie in menschlichen Zellen oder Mäusen angebaut wurden, fanden die Forscher heraus. "Dies erklärt, wie aviäre Viren, die sich normalerweise nicht in menschlichen Zellen replizieren sollten, tatsächlich replizieren und sich entwickeln können, um mit dem menschlichen ANP32 zu interagieren", sagt Jacob Yount, ein viralen Immunologe am College of Medicine der Ohio State University in Columbus, der nicht an der Forschung beteiligt war.

Wenn sich die Ergebnisse bei weiteren Untersuchungen bestätigen, könnten Wissenschaftler möglicherweise vorhersagen, welche Viren eher eine Pandemie auslösen, indem sie die Stärke der Interaktion zwischen der viralen Polymerase und ANP32 untersuchen, sagt Barclay. "Es gibt möglicherweise einige [Vogelgrippe-Viren], die viel besser darin sind, das ANP von Hühnern oder Enten in die menschliche Zelle zu ziehen, als andere", sagt sie. "Diese könnten diejenigen sein, die hereinkommen, einen Ankerpunkt finden und mit ihrem Evolutionsprozess leichter beginnen als solche, die möglicherweise eine schwächere Wechselwirkung haben."