Eine erhebliche Gefahr für den Menschen stellen fieberresistente Vogelgrippeviren dar

Laut einer neuen Studie der Universitäten Cambridge und Glasgow stellen Vogelgrippeviren eine besondere Bedrohung für den Menschen dar, da sie sich bei Temperaturen vermehren können, die über dem typischen Fieber liegen. Dies ist eine der Möglichkeiten des Körpers, Viren im Keim zu ersticken.

In einer heute veröffentlichten Studie in WissenschaftDas Team identifizierte ein Gen, das eine wichtige Rolle bei der Einstellung der Temperaturempfindlichkeit eines Virus spielt. Bei den tödlichen Pandemien von 1957 und 1968 wurde dieses Gen auf menschliche Grippeviren übertragen, und das daraus resultierende Virus verbreitete sich.

Menschliche Grippeviren verursachen jedes Jahr Millionen von Infektionen. Die häufigsten Arten dieser Viren, die die saisonale Grippe verursachen, werden als Influenza-A-Viren bezeichnet. Sie gedeihen eher in den oberen Atemwegen, wo die Temperatur etwa 33 °C beträgt, und nicht tief in der Lunge in den unteren Atemwegen, wo die Temperatur etwa 37 °C beträgt.

Unkontrolliert reproduziert sich ein Virus und breitet sich im ganzen Körper aus, wo er manchmal schwere Krankheiten verursachen kann. Einer der Selbstverteidigungsmechanismen des Körpers ist Fieber, das dazu führen kann, dass unsere Körpertemperatur bis zu 41 °C erreicht. Bisher war jedoch nicht klar, wie Fieber Viren stoppt – und warum einige Viren überleben können.

Im Gegensatz zu menschlichen Grippeviren gedeihen Vogelgrippeviren tendenziell in den unteren Atemwegen. Tatsächlich infiziert das Virus in seinen natürlichen Wirten, zu denen Enten und Möwen gehören, häufig den Darm, wo die Temperaturen bis zu 40–42 °C betragen können.

In früheren Studien mit kultivierten Zellen haben Wissenschaftler gezeigt, dass Vogelgrippeviren resistenter gegen Temperaturen zu sein scheinen, die typischerweise bei Fieber beim Menschen auftreten. Die heutige Studie verwendet in vivo Modelle – mit Influenzaviren infizierte Mäuse – um zu erklären, wie Fieber uns schützt und warum es möglicherweise nicht ausreicht, um uns vor der Vogelgrippe zu schützen.

Ein internationales Team unter der Leitung von Wissenschaftlern in Cambridge und Glasgow simulierte an Mäusen, was bei Fieber als Reaktion auf Influenza-Infektionen passiert. Für die Forschung verwendeten sie ein im Labor angepasstes Influenzavirus menschlichen Ursprungs namens PR8, das für den Menschen keine Gefahr darstellt.

Obwohl Mäuse als Reaktion auf Influenza-A-Viren normalerweise kein Fieber entwickeln, konnten die Forscher dessen Wirkung auf das Virus nachahmen, indem sie die Umgebungstemperatur dort erhöhten, wo die Mäuse untergebracht waren (wodurch die Körpertemperatur der Mäuse erhöht wurde).

Die Forscher zeigten, dass die Erhöhung der Körpertemperatur auf Fieberniveau die Vermehrung menschlicher Grippeviren wirksam stoppen kann, Vogelgrippeviren jedoch wahrscheinlich nicht gestoppt werden kann. Fieber schützt vor einer schweren Infektion durch Grippeviren menschlichen Ursprungs, wobei bereits ein Anstieg der Körpertemperatur um 2 °C ausreicht, um eine tödliche Infektion in eine milde Krankheit umzuwandeln.

Die Forschung ergab auch, dass das PB1-Gen des Virus, das für die Replikation des Virusgenoms in infizierten Zellen wichtig ist, eine Schlüsselrolle bei der Einstellung der Temperaturempfindlichkeit spielt. Viren, die ein vogelähnliches PB1-Gen trugen, konnten den mit Fieber verbundenen hohen Temperaturen standhalten und verursachten bei den Mäusen schwere Erkrankungen. Dies ist wichtig, da menschliche und Vogelgrippeviren ihre Gene „austauschen“ können, wenn sie gleichzeitig einen Wirt infizieren, beispielsweise wenn beide Viren Schweine infizieren.

Die Fähigkeit von Viren, Gene auszutauschen, stellt eine anhaltende Bedrohung für neu auftretende Grippeviren dar. Wir haben es bereits bei früheren Pandemien gesehen, etwa 1957 und 1968, als ein menschliches Virus sein PB1-Gen mit dem eines Vogelstamms austauschte. Dies könnte erklären, warum diese Pandemien bei Menschen zu schweren Erkrankungen führten.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir Vogelgrippestämme überwachen, um uns auf mögliche Ausbrüche vorzubereiten. Das Testen potenzieller Spillover-Viren darauf, wie resistent sie gegen Fieber sein dürften, könnte uns dabei helfen, virulentere Stämme zu identifizieren.“

Dr. Matt Turnbull, Erstautor der Studie, Medical Research Council Centre for Virus Research, University of Glasgow

Der leitende Autor Professor Sam Wilson vom Cambridge Institute of Therapeutic Immunology and Infectious Disease an der University of Cambridge sagte: „Zum Glück neigen Menschen nicht dazu, sich sehr häufig mit Vogelgrippeviren zu infizieren, aber wir sehen immer noch Dutzende Fälle beim Menschen pro Jahr. Die Sterblichkeitsrate der Vogelgrippe beim Menschen war traditionell besorgniserregend hoch, wie zum Beispiel bei historischen H5N1-Infektionen, die eine Sterblichkeit von mehr als 40 % verursachten.“

„Zu verstehen, was dazu führt, dass Vogelgrippeviren schwere Krankheiten beim Menschen verursachen, ist für die Überwachung und Vorbereitung auf Pandemien von entscheidender Bedeutung. Dies ist besonders wichtig wegen der pandemischen Bedrohung, die von aviären H5N1-Viren ausgeht.“

Die Ergebnisse könnten Auswirkungen auf die Behandlung von Infektionen haben, das Team betont jedoch, dass weitere Forschung erforderlich ist, bevor Änderungen an den Behandlungsrichtlinien in Betracht gezogen werden. Fieber wird häufig mit fiebersenkenden Medikamenten wie Ibuprofen und Aspirin behandelt. Allerdings gibt es klinische Hinweise darauf, dass die Behandlung von Fieber nicht immer vorteilhaft für den Patienten ist und sogar die Übertragung von Influenza-A-Viren auf den Menschen begünstigen kann.

Die Forschung wurde hauptsächlich vom Medical Research Council finanziert, mit zusätzlichen Mitteln vom Wellcome Trust, dem Biotechnology and Biological Sciences Research Council, dem European Research Council, der Europäischen Union Horizon 2020, dem britischen Ministerium für Umwelt, Ernährung und ländliche Angelegenheiten und dem US-Landwirtschaftsministerium.

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