Virologie

Weltreisende Verwandlungskünstler

Grippeviren mutieren ständig und können für den Menschen sehr gefährlich sein. Der Virologe Lars Hangartner arbeitet an einer Impfung, die langfristig gegen alle möglichen Influenzaviren wirkt.

Thomas Gull1 Kommentar

Auf der Suche nach der Achillesferse der Grippeviren: Professor Lars Hangartner. (Bild: zVg)

Grippeviren sind Weltreisende. Ständig sind sie unterwegs, als Passagiere in Menschen, deren Zellen sie dazu bringen, neue Viren zu produzieren und auszuscheiden. Wenn das Immunsystem des Wirts stark genug geworden ist, um sie zu vertreiben, sind sie längst beim nächsten, denn sie sind gerissen: Grippeviren werden ausgeschieden, bevor der Träger krank ist. So wechseln sie mühelos vom einen Wirt zum nächsten.

Im Sommerhalbjahr machen die Grippeviren den Menschen auf der Südhalbkugel das Leben schwer – etwa zehn bis zwanzig Prozent der Bevölkerung erkranken – im Winter grassieren sie bei uns im Norden. In Südostasien sind sie das ganze Jahr über virulent. Weshalb das so ist, weiss die Wissenschaft bis heute nicht, wie der Virologe Lars Hangartner erklärt, der als Förderungsprofessor des Schweizerischen Nationalfonds an der UZH forscht. Und weshalb sie uns im Norden vor allem in Winter krank machen, ist ebenfalls noch ungeklärt: «Es könnte die trockene Luft sein, die dafür sorgt, dass die Viren besser fliegen, oder dass das Lungengewebe besser angegriffen werden kann», sagt Hangartner, «eine andere Erklärung könnte ein Vitamin-D-Mangel sein. Wir wissen es nicht.»

«Wetterprognosen» für Viren

Das saisonale Auftreten der Grippe hat den Vorteil, dass wir uns darauf vorbereiten können. Die Grippeviren, die im Sommerhalbjahr die Menschen in Australien krank machen, kommen im Winter zu uns. Deshalb haben viele Viren australische Namen, sie werden Down Under erstmals isoliert. Im Frühling gibt es jeweils eine internationale Konferenz, an der festgelegt wird, mit welchen Virusstämmen im nächsten Herbst gerechnet werden muss. «Das ist wie eine Wetterprognose», sagt Hangartner. Aufgrund dieser Vorhersage wird der neue Impfstoff hergestellt. Meist sei die Prognose recht akkurat, unterstreicht der Zürcher Virologe, «kräftig daneben lag man letztmals 1998».

Die Viren-Wetterprognosen sind notwendig, weil die sich Grippeviren ständig verändern. Die Mutationen sorgen dafür, dass die Viren jedes Jahr eine neue Tarnkappe bekommen, die das Immunsystem nicht erkennt. Verändert wird dabei das Protein Hämagglutinin. Es befindet sich auf der Oberfläche des Virus und erlaubt ihm, an der Zelle anzudocken. Die Mutationen verändern vor allem die Strukturen im äusseren Teil des Proteins. Dort greifen auch die meisten Antikörper an, die das Protein verkleben und so verhindern, dass sich das Virus an die Zellen koppeln kann.

Wenn es dem Virus gelingt, an der Zelle anzudocken, kann es die Zelle öffnen und sein eigenes Erbgut einschleusen. «Diesen Mechanismus kann man mit einer gespannten Mausefalle vergleichen – wenn sie am richtigen Ort angetippt wird, schnappt sie zu», erklärt Lars Hangartner. Ist der Prozess einmal angestossen, kann er nicht mehr aufgehalten werden. Das Virus hat die Zelle geentert und macht sie zur Virusfabrik, die neue Viren produziert und ausscheidet.

Die bisher eingesetzten Impfungen gegen Grippeviren haben einige Nachteile. Dazu gehört, dass man sich jedes Jahr impfen muss, um gegen das aktuelle Virus geschützt zu sein. Weil die Viren solch versierte Verwandlungskünstler sind und es so viele Möglichkeiten für sie gibt, neue Formen zu entwickeln, hinkt die Virologie ständig hinterher. Sie kann zwar im besten Fall mit Impfungen versuchen, die Wirkung der saisonalen Grippewellen zu dämpfen. Doch bisher konnte sie das Influenzavirus darüber hinaus nicht wirksam bekämpfen.

Impfung gegen alle Grippeviren

Lars Hangartner möchte das ändern. Er ist dabei, die Grundlagen für eine Grippeimpfung zu entwickeln, die besser und länger wirkt als alle bisherigen. Die Idee, die am Anfang seiner Arbeit stand, war bestechend einfach: Hangartner machte sich auf die Suche nach einem Bereich auf der Oberfläche des Virus, der sich nicht so oft verändert wie der äussere Teil des Hämagglutinins, wo aber auch Antikörper andocken können. Einen Teil des Virus anzugreifen, der seltener mutiert, macht Sinn, weil dadurch eine Impfung gegen alle Virenstämme entwickelt werden könnte, die viel länger wirkt.

Hangartner und andere haben tatsächlich eine solche Stelle gefunden, im Stamm des Hämagglutinins. Er bezeichnet diesen Bereich des Virus als seine Achillesferse. Wie er herausgefunden hat, haben alle Menschen eine geringe Anzahl von Antikörpern, die diese verwundbare Stelle des Virus erkennen, dort angreifen und so verhindern, dass die Mausefalle zuschnappen kann. Einzelne solche Antikörper wurden auch durch ein von ihm patentiertes Verfahren «rausgefischt » und auf ihre Wirksamkeit überprüft.

Die Ergebnisse waren zunächst erfreulich: Die Antikörper fanden die verwundbare Stelle des Virus und blockierten sie. «Das sah alles perfekt aus», sagt Hangartner dazu. Doch wie er dann feststellen musste, kann das Immunsystem durch Impfung nicht so einfach dazu gebracht werden, solche Antikörper zu bilden. Ein experimenteller Impfstoff hat in Mäusen zwar Antikörper hervorgerufen, die am richtigen Ort andockten, diese konnten das Zuschnappen der Falle jedoch nicht verhindern. Deshalb wurde die Wirkungskaskade, die zur Einschleusung des Virenerbguts in die Zelle führt, trotzdem ausgelöst. Offenbar hat das Virus gelernt, seine Achillesferse vor dem Immunsystem zu schützen. Das mache evolutionsbiologisch durchaus Sinn, sagt Hangartner: «Wenn es so einfach wäre, das Virus dort anzugreifen, hätte das Immunsystem dies längst getan, und das Virus würde nicht mehr existieren.»

Die Abwehr durchbrechen

Die Herausforderung für Hangartner ist nun, dieses Abwehrdispositiv des Virus zu durchbrechen. Er versucht, das vorhandene Antigen, das im Körper die gewünschte Immunreaktion hervorrufen soll, Schritt für Schritt zu verbessern, indem er es leicht verändert und dann überprüft, welche Wirkung es hat. Ziel ist, dass das Antigen nicht nur am richtigen Ort andockt, sondern dort auch die Wirkungskaskade unterbindet und damit das Einschleusen des Virenerbguts in die Zelle verhindert.

Wenn das gelingt, wäre damit die Grundlage geschaffen für eine Grippeimpfung, die vielleicht nur noch einmal im Leben gemacht werden müsste und den Körper dann gegen alle mögliche Varianten des Grippevirus schützt, auch gegen die Vogelgrippe. Damit könnte erstmals das Grippevirus wirkungsvoll und langfristig bekämpft, und Pandemien könnten verhindert werden. Ob es je so weit kommt und wann dies der Fall sein könnte, weiss Hangartner nicht. In Zürich dürfte ihm der Durchbruch kaum gelingen. Im Spätsommer 2015 läuft seine Förderprofessur aus. Hangartner, für den es an der UZH keine geeignete Stelle gibt, wird die Universität Zürich in Richtung USA verlassen, wo er am Scripps Research Institute in San Diego eine ausserordentliche Professur antritt.  

Thomas Gull ist Redaktor des Magazins der UZH.

1 Leserkommentar

Elisabeth Brunner-Hodecker schrieb am Interessanter Beitrag Nachdem ich diesen interessanten Artikel gelesen habe, ist mir auch klargeworden, warum ich trotz Grippeimpfung, im Herbst 2013, im November 2014 doch noch von der Grippe, wenn auch in sehr abgeschwächter Form, erwischt worden bin (so kurz vor der Neuimpfung für 2015).

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