Viren

Viren sind die größten Feinde der Menschheit. Seit HIV, Schweine- oder Vogelgrippe oder auch SARS in aller Munde sind und die Menschheit verängstigt, wissen wir, dass mit diesen Eindringlingen nicht zu spaßen ist. Das Ziel der Viren ist kein anderes, als sich in unser Erbgut einzuschleichen, und es zu verändern und sich dort zu vermehren. Durch ständige Mutation und Veränderung und Anpassung an neue Lebensbedingungen machen die Viren es unserem Körper sehr schwer, sich gegen sie abzuschirmen. Es scheint als würden die Abwehrmechanismen unserer Körper nie wirklich reichen, da sich die Viren schon wieder einen Stufe weiterentwickelt haben, um uns zu befallen, ohne dass wir uns wehren können.

Wirte der Viren sind oft Tiere

Die Zahl der Viren beläuft sich auf ca. ein paar Hunderttausend und nicht, wie in der Vergangenheit oft fälschlicherweise angenommen, auf Millionen, lässt uns ein Vertreter der Umweltmediziner wissen. Die meisten bisher erforschten Virenarten haben in Tieren einen Wirt gefunden, deshalb werden auch über 65% der Krankheiten von Tieren auf uns Menschen übertragen. Man geht davon aus, dass in den nächsten Jahrzehnten durch den technischen bzw. medizinischen Fortschritt ein Großteil der vermuteten 320.000 Virenarten, die bei Tieren zu finden sind, erforscht werden sein könnten. Die Erforschung dieser Viren ist die Basis für die Eindämmung auftretender Pandemien. Aber trotz des simplen Aufbaus der Viren ist die Wissenschaft noch ein Stück weit entfernt, sich einen konkreten Überblick über die Lebensbedingungen der Viren zu verschaffen. Der Aufbau der Viren besteht lediglich aus einer Eiweißhülle, die Träger der Erbinformationen ist, welche in zwei Typen aufgeteilt wird: Die doppelsträngige DNA (Desoxyribonukleinsäure) und die einzelsträngige RNA (Ribonukleinsäure). Es gibt kleinere Viren, die lediglich aus vier Genen bestehen und größere, die aus mehreren hundert bestehen. Ein Merkmal der Viren ist, dass ihnen ohne fremde Hilfe keine Vermehrung und kein Überleben möglich sind.

Die Definition „Lebewesen“ trifft deshalb eigentlich nicht auf Viren zu, da diese um zu überleben andere Zellen als Wirt brauchen und deshalb den Drang haben, sich in Lebewesen einzuschleusen.

Ebola-Virus

Wie die Viren die Führung übernehmen

Die am besten erforschten Viren sind die Bakteriophagen. Anhand des Virus „Phage T4“, das so winzig ist (50 Nanometer), dass es 20.000 Stück braucht, um auf die Größe von einem Millimeter zu kommen, kann man die Funktionsweise eines Virus gut erklären. Die Angriffsfläche des Phage T4 Virus ist das Bakterium Escherichia coli (E. coli), welches sich in unserer Darmschleimhaut befindet. Der Escherichia coli hat Ausläufer in Fadenform, die vom Phage T4 erkannt werden und an dessen Oberfläche es sich andocken kann, wie mit Karabinerhaken. Ein Eiweißstift gräbt daraufhin ein Loch in die Zellwand wodurch die DNA der Phage in das Bakterieninnere gelangt und dieses einnimmt. Es folgt die komplette Zerlegung der DNA und eine Umwandlung des Stoffwechsels, der in der Folge der Übernahme auf die Produktion von Phage-Proteinen programmiert wird. Im Inneren des Bakteriums, in dem die DNA komplett zerlegt ist, werden sehr viele Kopien des Erbguts der Phage erzeugt und zusätzlich Proteine, die die Zellwand des Escherichia coli verdünnen und zum Zerplatzen bringen, wobei die Kopien der Phage in die Blutbahn gelangen, um neue Zellen anzugreifen. Das Heimtückische an der Übernahme durch die Phagen ist die Tatsache, dass die DNA des Bakteriums nicht vollständig in seine Komponenten zerlegt wird, sondern die Erbinformationen der Phage nun in der Zelle verankert sind, und sich bei jeder Zellteilung weiter vermehren.

Das Beispiel der Phage T4 zeigt deutlich die Vorgehensweise der meisten Viren. Allerdings haben Viren, die Tiere befallen, noch bessere Strategien entwickelt, um sich trotz deren gutem Immunsystem zu vermehren.

Wie funktioniert das Abwehrsystem?

Unser Immunsystem ist dafür ausgerichtet, beim Erkennen solcher Viren Fresszellen loszuschicken, die die befallenen Zellen vernichten und dadurch eine lebenslange Immunität gegen diesen Virus herstellen, wenn die Infektion überstanden ist. Durch Gedächtniszellen wird fortan dieser Virustyp erkannt, weswegen man Viruserkrankungen wie Masern oder Mumps nur einmal im Leben durchstehen muss. Darauf baut sich die Funktionsweise von Impfungen auf: hierbei wird der Virus in abgeschwächter Form in den Körper gespritzt, der daraufhin mit der Bildung von Abwehrstoffen reagiert, die verhindern, dass die Krankheit in Zukunft nach einer Infektion ausbrechen kann, da das Immunsystem sofort in Alarmbereitschaft gerät. Eine Ausnahme für diese Vorgehensweise ist die Erkrankung mit dem HI-Virus, der die Abwehrzellen angreift und die Krankheit AIDS auslöst. Eine Impfung gegen diese Immunkrankheit ist leider noch immer unmöglich. Ist der Körper vom HI-Virus befallen, das heißt die Abwehrzellen nicht mehr funktionstüchtig, können Infektionen ungehindert eintreten.

Viren mutieren ständig

Die Anpassungsfähigkeit von Viren ist extrem hoch, weshalb eine Mutation für ihren simplen Aufbau relativ einfach ist. Die Mutation ihres Erbgutes führt zu Veränderungen ihrer Oberfläche, weswegen sie von den Abwehrzellen unseres Körpers, die sich speziell für bestimmte Viren gebildet haben, nicht mehr zerstört werden können. Die Beschaffenheit der Antikörper ist genau auf den jeweiligen Virustyp abgestimmt. d.h.wenn dieser seine Oberflächenstruktur ändert, ist ein Andocken nicht mehr möglich, was die neuen Grippeviren jedes Jahr aufs Neue deutlich machen. Die Impfstoffe müssen sich jedes Jahr an die neue Mutation der Grippeviren anpassen. Eine ebenso bedrohliche Tatsache ist, dass Viren nicht nur die Abwehrzellen an der Nase herumführen können, sondern auch von Tieren auf Menschen übersiedeln, um sich einen neuen Wirt zu suchen. Da der menschliche Organismus keine Abwehrstoffe gegen tierische Viren hat, geht von ihnen eine große Gefahr aus, die sich in Epidemien oder Pandemien zeigt, wie bei der hochinfektiösen Vogel- oder Schweinegrippe.

Die Mutation, die nötig ist, dass ein Virus vom Tier auf den Mensch übergreift, ist sehr komplex und meist geht eine Vermischung zweier Gene voraus. Dies führt zu einer Genmutation bzw. einer Antigenshift, also einem Gen-Austausch zweier Viruslinien.

Wenn Tierviren auf den Menschen übergehen

Anhand der Vogelgrippe zeigt sich, dass oft nur ein einzelnes Segment in den Genen ausgetauscht werden muss, um es den Viren möglich zu machen, vom Tier auf den Menschen überzuspringen. Die Kreuzung von Viren unterliegt dem Zufallsprinzip, weswegen in diesem Bereich keine Zukunftsprognosen vorliegen können. Fakt ist, dass durch die enge Lebensweise zwischen Mensch und Tier eine Verbreitung und Vermischung der Viruslinien viel leichter möglich ist. Für die Infektion an einer Viruskrankheit besteht meist eine Meldepflicht, die bewirken soll, dass durch Schutzmaßnahmen vonseiten staatlicher Einrichtungen wie dem Gesundheitsamt, eine Epidemie bzw. Pandemie verhindert werden kann. Eine dieser Maßnahmen sind Quarantäne der Infizierten und eine Massenimpfung der Bevölkerung. Doch die Mutation der Viren lässt sie immer anpassungsfähiger werden, was den Forschern eine rechtzeitige Entwicklung von Impfstoffen schwer macht. Trotzdem schreitet die Entwicklung von Forschungsmöglichkeiten immer weiter voran und es bleibt zu hoffen, dass irgendwann die Einschätzung des Gefahrenpotenzials neuer Erreger so fortschrittlich ist, dass international eine rechtzeitige Maßnahmenergreifung möglich sein wird.

 

Heike Leonhardt Verfasst von:

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