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Gefährliches Virus: Den größten Ebola-Ausbruch der Geschichte erlebt seit 2014 Westafrika. © Fuse / Thinkstock

Ebola-Virus: Helfen cholesterin-senkende Medikamente?

Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben neue Erkenntnisse zur zelltoxischen Wirkung des Ebola-Virus gewonnen. Es ist ihnen gelungen, molekulare Zusammenhänge zwischen dem Ebola-Glykoprotein und dessen Rolle in der Vermittlung von Zelltoxizität zu klären. Die Forscher entdeckten hierbei, dass das Virus-Glykoprotein mit zellulärem Cholesterin interagiert.

In den Untersuchungen wurden bestimmte cholesterin-senkende Wirkstoffe eingesetzt. Nach Angaben der Forscher gelang es auf diese Weise, die Zellschädigung unter Zellkulturbedingungen zu unterdrücken. Diese Forschungsergebnisse bieten möglicherweise neue Ansatzpunkte für eine akute Behandlung der Ebola-Virusinfektion. 

Im Endstadium der Erkrankung wird die innerste Zellschicht der Blutgefäße zunehmend durchlässig – die Zellen werden aus ihrem Verbund herausgelöst. Der Verlust dieser sogenannten Endothelbarriere führt beim Wirtsorganismus zu massiven inneren Blutungen. Eine wichtige Rolle bei der Entstehung dieser Hämorrhagie spielt das einzige Hüllprotein des Virus, das Glykoprotein (GP). Es dient dem Virus zudem auch zum Eintritt in die Wirtszelle und anschließender Beeinflussung zahlreicher zellulärer Funktionen.

Das Glykoprotein besteht aus zwei Untereinheiten, die GP1 und GP2 genannt werden. Bislang seien zellschädigende Wirkungen lediglich der GP1-Untereinheit zugeordnet worden, so Moritz Hacke, der im Team von Prof. Wieland forscht und Erstautor der Studie ist. Die Heidelberger Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass bereits allein die membrangebundene Untereinheit GP2 für das Auftreten der Zelltoxizität ausreicht. GP2 bewirkt, dass sich zelluläre Verbände auflösen, und ist damit im Falle der Infektion möglicherweise am Verlust der Endothelbarriere des Wirtes beteiligt. Zudem löst sie eine massive Bildung von Filamenten – dies sind dünne, fadenförmige Zellstrukturen – an der Zellmembran der infizierten Zelle aus. Dies deutet den Autoren zufolge, dass die Untereinheit GP2 am Zusammenbau der Virusmembran beteiligt ist.

Hohes Potential für die akute Ebola-Behandlung

Wie die Forscher in ihren Untersuchungen am Biochemie-Zentrum außerdem herausgefunden haben, verfügt das Ebola-Glykoprotein über ein ungewöhnliches Aminosäure-Motiv, und zwar in seinem sogenannten Membran-Anker. Dieser Anker besteht aus einer bestimmten Abfolge von Aminosäuren und ist für die Lokalisation des Proteins in der Plasmamembran zuständig. Das besondere Aminosäure-Motiv, das die Heidelberger Forscher im Membran-Anker entdeckt haben, ermöglicht spezifische Interaktionen des Virus-Glykoproteins mit dem Membranlipid Cholesterin im Wirtsorganismus.

„Unsere Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass sowohl die Zelltoxizität des Ebola-Glykoproteins als auch die Filamentbildung an der Wirts-Plasmamembran anhand des Cholesteringehaltes der Zelle reguliert werden könnten“, so Dr. Andreas Ernst vom Biochemie-Zentrum (BZH), der korrespondierender Autor der Studie ist. Die Heidelberger Forscher haben daher in ihren Untersuchungen lipidsenkende Mittel eingesetzt, unter anderem einen bestimmten Cholesterinsenker. Dies führte nach Angaben der Autoren im Zellkultur-Modell zur Reduktion des zellulären Cholesterins und schließlich zur Unterdrückung des Zell-ablösenden Effektes, der durch das Glykoprotein des Ebola-Virus hervorgerufen wird.

„Sollte sich dieser schützende Effekt auch im Organismus bewahrheiten, könnten cholesterin-senkende Medikamente möglicherweise ein hohes Potential für die akute Behandlung einer Ebola-Virusinfektion haben. Deshalb sollen diese biochemisch grundlegenden Beobachtungen in weiteren Studien überprüft werden“, betont Prof. Wieland.


 
Weitere Informationen:

Originalpublikation: Moritz Hacke, Patrik Björkholm, Andrea Hellwig, Patricia Himmels, Carmen Ruiz de Almodóvar, Britta Brügger, Felix Wieland, and Andreas M. Ernst : Inhibition of Ebola virus glycoprotein-mediated cytotoxicity by targeting its transmembrane domain and cholesterol. Nature Communications (9 July 2015), doi: 10.1038/ncomms8688

Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg

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