Viren überleben ohne ihre klassische Tarnung Wie helfen Spitzmäuse gegen Hepatitis B?

Hepatitis-B-Viren verschleiern ihre Anwesenheit vor dem Immunsystem. Normalerweise jedenfalls. Denn in Spitzmäusen haben Forscher nun eine neue Form des Virus entdeckt, das auf diese Tarnung verzichtet – und trotzdem erfolgreich bei der chronischen Infektion des Wirts ist. Mit dieser Entdeckung erhoffen die Forscher sich nun neue Erkenntnisse über die Mechanismen der HBV-Infektion.

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DZIF – Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Braunschweig –Infektionen mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) sind eines der großen globalen Gesundheitsprobleme. Besonders problematisch ist die hohe Zahl der chronischen Verläufe: Mehr als 240 Millionen Menschen sind weltweit mit diesem Virus chronisch infiziert und über 887.000 Infizierte sterben jährlich an den Spätfolgen der Infektion wie Leberzirrhose und Leberkrebs.

Die Chronifizierung der HBV-Infektion, die oft jahrzehntelang unerkannt bleibt, bildet eines der wesentlichen Merkmale dieser Viruserkrankung. „Mit der Entdeckung dieses ungewöhnlichen HBV in der Spitzmaus haben wir die Chance, die Pathogenese dieser chronischen Krankheit zu verstehen“, sagt Andrea Rasche, Wissenschaftlerin an der Charité - Universitätsmedizin Berlin und Erstautorin der Studie.

Tarnung vor dem Immunsystem

Dem Virus in der Spitzmaus fehlt ein Protein, das für die Chronifizierung der Infektion bedeutsam ist. „Ohne diesen Immunmodulator, HBeAg genannt, wäre der chronische Verlauf der Krankheit kaum möglich“, betont Prof. Dr. Jan Felix Drexler, Wissenschaftler vom Deutschen Zentrum für Infektionsforschung an der Charité – Universitätsmedizin Berlin.

Das besagte Protein HBeAg ist sozusagen der Tarnumhang für alle bislang bekannten HB-Viren der Säugetiere. Die Viren bilden dieses Protein während der Infektion und unterdrücken damit als Immunmodulator die spezifische Immunabwehr des Körpers gegen das HBV. So bleiben sie unerkannt im Körper, die Infektion kann nicht ausheilen und verläuft chronisch – oft mit sehr hohen Viruskonzentrationen im Blut. Fehlt dieses virale Protein, kann das Immunsystem des Körpers hingegen die Infektion erfolgreich bekämpfen.

Spitzmaus HB-Virus: Auch ungetarnt erfolgreich

Was die Forscher nun in dem neu entdeckten HB-Virus der Spitzmäuse entdeckt haben, stellt die bisherigen Annahmen über den Infektionsverlauf auf die Probe: Denn obwohl in den Proben der infizierten Spitzmäuse Proben aus Europa und Afrika kein Tarnprotein HBeAg vorhanden war, zeigten sie hohe HBV-Viruskonzentrationen im Blut.

Nicht so bei dem neu entdeckten HBV der Spitzmäuse. Fast 700 Spitzmaus-Proben aus Europa und Afrika untersuchten die Forscher und trotz der Abwesenheit von HBeAg zeigten die infizierten Tiere hohe HBV-Konzentrationen im Blut. „Dies weist auf eine sehr erfolgreiche, aber ungewöhnliche Infektionscharakteristik und Verbreitung des Spitzmaus-HBV in seinen Wirten hin“, sagt Prof. Dr. Dieter Glebe, Leiter des Nationalen Referenzzentrums für Hepatitis-B- und D-Viren an der Justus-Liebig-Universität Gießen und DZIF-Wissenschaftler im Forschungsbereich „Hepatitis“. Grund zur Beunruhigung sei dies aber nicht. „Da das Virus nicht in der Lage ist, menschliche Leberzellen zu infizieren, kann eine Infektion des Menschen mit diesen Viren mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.“ Von einer Gefahr für die Bevölkerung bei Kontakt mit HBV-infizierten Spitzmäusen ist Glebe zufolge daher nicht auszugehen.

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Geheime Wege in die Zelle

Eine weitere Besonderheit des nun entdeckten Virus ist, dass es nicht den bislang beim Menschen- und Affen-HBV bekannten Leber-Gallensäuren-Transporter zum Eintritt in die Leberzellen nutzt, sondern einen bislang unbekannten Weg in die Zelle nimmt. „Wir kennen also immer noch nicht alle HBV-Rezeptormoleküle“, sagt Drexler. Neben diesen wichtigen Erkenntnissen zur HBV-Infektion, gibt das Spitzmaus-Virus neue Einblicke in die stammesgeschichtliche Entwicklung von HBV. „Unsere evolutionsbiologischen Untersuchungen zeigen, dass HBV seit Jahrmillionen in Säugetieren existieren, vermutlich seit etwa 80 Millionen Jahren“, so Drexler.

Vielversprechendes Tiermodell

Die Wissenschaftler wollen nun das ungewöhnliche Infektionsverhalten dieser Spitzmaus-HBV weiter untersuchen, die ohne den zentralen Immunmodulator HBeAg auskommen. Trotz enormer internationaler Anstrengungen konnte bislang keine effektive Therapie zur Heilung der chronischen Hepatitis B entwickelt werden. Dies liegt unter anderem daran, dass keine gut geeigneten Tiermodelle existieren, mit denen die komplexen Wechselwirkungen der Virusinfektion mit dem Immunsystem des Wirts untersucht werden können. „Spitzmäuse könnten ein vielversprechendes Tiermodell für die HBV-Forschung darstellen. Das hier entdeckte Virus eignet sich insbesondere dafür, die Mechanismen von chronischen HBV-infektionen zu untersuchen“, sagt Drexler. Vielleicht kann die Spitzmaus so dazu beitragen, das Virus besser zu verstehen und in Zukunft eine Behandlungsmethode gegen Hepatitis B zu entwickeln.

Originalpublikation: Rasche A, Lehmann F, König A, Goldmann N, Corman VM, Moreira-Soto A, Geipel A, van Riel D, ..., Glebe D, Drexler JF: Highly diversified shrew hepatitis B viruses corroborate ancient origins and divergent infection patterns of mammalian hepadnaviruses, PNAS Aug. 2019; DOI: 10.1073/pnas.1908072116

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