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Wie beeinflusst hochreines Wasser die Datenqualität?

Hochpathogene Viren mittels Virus-Pseudotypen erforschen

| Autor / Redakteur: Markus Hoffmann*, Mahmoud Tarek Elzayat* und Elmar Herbig** / Marc Platthaus

Abb.1: VSV-Pseudotypenherstellung: 1.) Zelleintritt von VSV G-trans-komplementiertem VSV in Hüllprotein-exprimierende Zellen. 2.) Neutralisation von überschüssigem Virus. 3.) Ernte von VSV-Pseudotypen, die das zu untersuchende Hüllprotein in ihrer Membran tragen.
Abb.1: VSV-Pseudotypenherstellung: 1.) Zelleintritt von VSV G-trans-komplementiertem VSV in Hüllprotein-exprimierende Zellen. 2.) Neutralisation von überschüssigem Virus. 3.) Ernte von VSV-Pseudotypen, die das zu untersuchende Hüllprotein in ihrer Membran tragen. (Bild: Sartorius AG)

Von 2013 bis 2016 starben in Westafrika mehr als 11.000 Menschen an Ebola-Virus-Infektionen. Diese jüngste Epidemie zeigt, wie gefährlich so genannte neue Viren sein können. Mithilfe von Virus-Pseudotypen kann der Zelleintritt dieser Viren einfach untersucht werden. Lesen Sie, wie wichtig u.a. die Qualität von Reinstwasser für die Herstellung solcher Virus-Pseudotypen ist.

Neue Viren, so genannte Emerging viruses, stellen eine nicht zu unterschätzende Gefahr für die Gesundheit des Menschen dar. Es handelt sich dabei unter anderem um Viren, welche infolge einer Übertragung zwischen verschiedenen Tierspezies oder durch natürlich auftretende Veränderungen des Erregergenoms die Fähigkeit erlangt haben, auch Menschen zu infizieren [1]. Solche Infektionen führen oftmals zu schweren Erkrankungen oder gar zum Tod, da das menschliche Immunsystem möglicherweise nicht in der Lage ist, den unbekannten Erreger zu bekämpfen (weiterführende Literatur, [2]).

Verschiedene Faktoren begünstigen Auftreten und Verbreitung neuer Viren [3]. Hierzu zählen ökologische Faktoren wie das Abholzen von Wäldern (zur Erschließung neuer Flächen), aber auch unser Lifestyle (weltweite Mobilität) sowie globaler Handel. So erhöht der Verlust von Lebensraum die Wahrscheinlichkeit, dass Menschen, Haus- und Nutztiere mit eigentlich im Verborgenen lebenden und daher nicht anzutreffenden Tierspezies sowie ihren, für sie natürlichen, Viren in Kontakt kommen.

Außerdem ermöglichen die Begleitumstände einer globalisierten Gesellschaft (vermehrte Reisetätigkeiten) die weltweite Erregerverbreitung, teilweise noch bevor erste Krankheitssymptome auftreten. Innerhalb der letzten 100 Jahre gab es mehrere Eintragungen von neuen Viren in die menschliche Bevölkerung, was zu lokalen Epidemien oder weltweiten Ausbrüchen (Pandemien) führte (s. Tab. 1).

Tabelle 1: Ausbrüche neuer Viren
Tabelle 1: Ausbrüche neuer Viren (Bild: Sartorius/LABORPRAXIS)

Insbesondere das Ebola-Virus hat in jüngster Vergangenheit weltweite Aufmerksamkeit erregt. So hat die westafrikanische Ebola-Virus-Epidemie mit mehr als 11 000 Todesopfern auf erschreckende Weise gezeigt, welche Gefahr von neuen Viren ausgeht [4].

Aufgrund ihrer hohen Pathogenität und dem Fehlen von Impfstoffen oder spezifischen Medikamenten, ist die Erforschung neuer Viren häufig auf Hochsicherheitslabore der Biosicherheitsstufen (BSL, biosafety level) 3 und 4 beschränkt (s. Tab. 1). Insbesondere die Arbeit in BSL-4-Laboratorien ist äußerst aufwändig, teuer und nur an wenigen Standorten möglich, sodass ein rascher wissenschaftlicher Fortschritt in der Erreger-Charakterisierung und der Entwicklung antiviraler Mittel schwer zu erzielen ist.

Vor diesem Hintergrund sind Virus-Pseudotypen eine attraktive Möglichkeit, um den Zelleintritt von hochpathogenen Viren sicher und effizient zu untersuchen. Dies ist möglich, da nicht der komplette Erreger analysiert wird, sondern nur die Bestandteile, die den Zelleintritt vermitteln, die Hüllproteine. Diese stellen den Schlüssel des Virus zum Zelleintritt dar. Bei Virus-Pseudotypen werden Hüllproteine von hochpathogenen Erregern in ein Trägervirus eingebaut (Pseudotypisierung), welches nicht selbstständig vermehrungsfähig ist. Weitverbreitete Systeme für die Pseudotypisierung basieren auf Rhabdoviren (z.B. vesicular stomatitis virus = Virus der vesikulären Stomatitis, VSV; Abbildung 1) und Retroviren.

Ziel dieser Studie war es zu überprüfen, ob der Hüllprotein-vermittelte Zelleintritt von Virus-Pseudotypen den Zelleintritt von intakten Viren widerspiegelt. Außerdem sollte geprüft werden, welchen Einfluss der Reinheitsgrad der verwendeten Reagenzien, hier des verwendeten Laborwassers, auf die Herstellung der Virus-Pseudotypen hat.

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