Die Kombination hochauflösender Imaging-Methoden gewährt detaillierten Einblick in die Abläufe einer HIV-Infektion im Zellkern.
Wissenschaftlern des Zentrums für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie in Heidelberg (EMBL) ist es erstmals gelungen, HIV beim Transport in den Zellkern der infizierten Zelle abzubilden. Die elektronentomografischen Aufnahmen zeigen: Die Protein-Hülle des Virus passiert die Kernpore als Ganzes und zerbricht erst im Inneren des Zellkerns, wo es die Virus-Erbinformation freisetzt. Die rezenten Studien klären einen wichtigen Mechanismus bei der Integration des Virus-Erbguts in den infizierten Zellen.
Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV-1) infiziert primär bestimmte Zellen des Immunsystems und schwächt auf diese Weise die körpereigene Krankheitsabwehr massiv. Das Erbgut des Virus ist in einer kegelförmigen Proteinkapsel, dem aus sechseckigen Einzelteilen zusammengesetzten Capsid, sicher verpackt. Wie bei der Infektion das Capsid durch die Zellhülle in das Innere der Zelle gelangt, ist zwar bekannt. Unklar war bisher aber, wie das virale Erbmaterial aus dem Capsid in den Zellkern gelangt, wo es die Bildung neuer Viren anstößt.
Hier greifen die Arbeiten der Heidelberger Kooperation an. Mit Hilfe neu entwickelter Methoden zur dreidimensionalen Darstellung molekularer Komplexe in Virus-infizierten Zellen gelang es den Wissenschaftlern, das Virus-Capsid unmittelbar beim Transport in den Kern abzubilden. „Bisher ist man davon ausgegangen, dass das Capsid nicht durch die Poren passt“, erläutert Prof. Dr. Hans-Georg Kräusslich, Ärztlicher Direktor des Zentrums für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg. „Die Frage, wie das Virenerbgut in den Zellkern kommt, ist aber essentiell für seine Vermehrung. Unsere Ergebnisse unterstützen daher die Suche nach neuen Zielstrukturen für zukünftige Therapieansätze.“ Die derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten können zwar die Vermehrung der Viren im Körper unterdrücken, eine echte Heilung mit Elimination der Viren ist jedoch noch nicht möglich.
Literatur:
Zila V, Margiotta E, Turoňová B, Müller TG, Zimmerli CE, Mattei S, Allegretti M, Börner K, Rada J, Müller B, Lusic M, Kräusslich HG, Beck M. Cone-shaped HIV-1 capsids are transported through intact nuclear pores. Cell. 2021 Feb 4:S0092-8674(21)00068-4. doi: 10.1016/j.cell.2021.01.025. Epub ahead of print. PMID: 33571428.
Quellen:
Universitätsklinikum Heidelberg und Europäischem Laboratorium für Molekularbiologie
