Viren sind schlichte Lebensformen. Gerade deswegen ist es für Abwehrzellen schwer, sie als solche zu erkennen. Am CeMM - Forschungszentrum für Molekulare Medizin der ÖAW konnten Tilmann Bürckstümmer und seine Kolleg(inn)en erstmals einen Rezeptor für virale DNA identifizieren. Im Laufe eines Lebens ist der menschliche Organismus unzähligen Angriffen von Viren und Bakterien ausgesetzt. Viren dringen in den Körper ein, um sich zu vermehren. Bakterien hingegen haben zwei Gesichter: Als Darmflora sind sie bei der Verdauung unverzichtbar. Andere Bakterien verursachen jedoch schwere Erkrankungen wie Lungenentzündung, Blutvergiftung oder Magenerkrankungen. Die Antwort des Körpers auf schädliche Eindringlinge lautet: erkennen und eliminieren. Für fast 90 Prozent der Viren und Bakterien erledigt das die angeborene, unspezifische Immunabwehr. Den Rest übernimmt die spezifische Immunabwehr, die sich im Laufe des Lebens entwickelt und laufend auf neue beziehungsweise mutierte Krankheitserreger reagiert. Im Gegensatz zu Bakterien sind Viren schlichte Lebensformen. Sie bestehen nur aus einem Genom aus Nukleinsäure und einer Protein-Hülle. Es gibt für Abwehrzellen also nur begrenzte Möglichkeiten zu eliminierende Viren als solche zu erkennen. In der Regel geschieht die Erkennung über das Erbgut des Virus, das je nach Virus aus RNA oder DNA besteht. Zu den RNA-Viren gehören die Erreger der hämorrhagischen Fieber oder der Influenza. Zu den DNA-Viren zählen die Pocken- und Herpesviren oder das Zytomegalie-Virus. Virale DNA als fremd erkennen Während virale RNA und ihre zellulären Rezeptoren schon seit einiger Zeit bekannt sind, weiß man bisher noch sehr wenig darüber, wie virale DNA als fremd erkannt wird. Am CeMM - Forschungszentrum für Molekulare Medizin der ÖAW konnten Tilmann Bürckstümmer und seine Kolleg(inn)en unter der Leitung von CeMM-Direktor Giulio Superti-Furga erstmals einen Rezeptor für virale DNA identifizieren. Es handelt sich um ein Protein namens AIM2. AIM2 sitzt im Inneren der Zelle, also genau dort, wo sich auch die virale DNA nach ihrem Eindringen in die Zelle einnistet. Das Protein selbst ist der Forschung nicht unbekannt. Entdeckt wurde es vor etwa zehn Jahren jedoch dadurch, dass es in Hautkrebszellen fehlt. Daher der Name: "Absent in Melanoma". Bisher wusste niemand, welche Funktion AIM2 im Körper erfüllt. Diese herauszufinden, sind die CeMM-Forscher nun einen großen Schritt näher gekommen. Sobald AIM2 verdächtige DNA entdeckt, hängt es sich an diese an und löst die Sekretion des Signalproteins Interleukin-1 aus. Dieser Botenstoff ist für die Virenabwehr von zentraler Bedeutung: Er setzt gemeinsam mit anderen Botenstoffen das Abwehrprogramm des Körpers in Gang und löst beispielsweise Fieber aus, das die Viren abtöten soll. Es könnte jedoch auch fälschlicherweise aktiviert werden: So führt eine Mutation des erst vor wenigen Jahren entdeckten Proteins NLRP3 zu immer wiederkehrenden Fieberschüben und anderen körperlichen Beschwerden wie Gelenk- und Muskelschmerzen. "Dieses so genannte Muckle-Wells-Syndrom lässt sich heute dank der Entdeckung von NLRP3 gezielt behandeln", erklärt Tilmann Bürkstümmer. Therapien der Zukunft Die Forscher hoffen auch im Zusammenhang mit AIM2 auf künftige Therapieerfolge. Immerhin steht das Protein im Verdacht, an Lupus erythematodes beteiligt zu sein, einer Autoimmunkrankheit, die das Bindegewebe angreift und zu schmetterlingsförmigen Rötungen der Haut, begleitet von grippeähnlichen Symptomen, führt. "Lupus ist durch erhöhte Serum-Level von körpereigener DNA gekennzeichnet, daher wäre es denkbar, dass AIM2 in Lupus-Patienten hyperaktiv ist und dadurch zum Krankheitsverlauf beiträgt", sagt Bürckstümmer. Wäre das der Falle könnte diese Hyperaktivität gezielt gedrosselt und der Krankheitsverlauf positiv beeinflusst werden. Ein anderes Anwendungspotenzial sieht Bürckstümmer in der Tumorbehandlung. Denn AIM2 kann den programmierten Zelltod auslösen. Der programmierte Tod von Zellen dient dazu, nicht benötigte Zellen aus dem Organismus zu entfernen. Funktioniert das nicht ordnungsgemäß, können Tumore entstehen. "AIM2 könnte als Tumorsuppressor wirken, also das ungebremste Wachstum von Tumorzellen durch gezieltes Einleiten des Zelltodes hemmen", so Tilmann. Noch sind derartige Therapien Zukunftsmusik. Zuerst muss das Protein AIM2 genauer erforscht werden. Die CeMM-Wissenschaftler wollen sich in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Wien als nächstes anschauen, welche Rolle AIM2 bei der Auslösung verschiedener Autoimmunerkrankungen spielt. Publikation: Tilmann Bürckstümmer, Christoph Baumann, Stephan Blüml, Evelyn Dixit, Gerhard Dürnberger, Hannah Jahn, Melanie Planyavsky, Martin Bilban, Jacques Colinge, Keiryn L Bennett, Giulio Superti-Furga: An orthogonal proteomic/genomic screen identifies AIM2 as a cytoplasmic DNA sensor for the inflammasome. Nature Immunology 10, 266 - 272 (2009). doi:10.1038/ni.1702 Kontakt: CeMM - Forschungszentrum für Molekulare Medizin Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) www.cemm.oeaw.ac.at Dr. Tilmann Bürckstümmer T +43 1 40160-70 012 tbuerckstuemmer@cemm.oeaw.ac.at Dr. Giulio Superti-Furga T +43 1 40160-70 001 gsuperti@cemm.oeaw.ac.at August 2009
		Viren im alternden Immunsystem Pneumokokken: Abwehr mit überraschendem Protagonisten