Ärzte Zeitung online, 28.10.2010

Affenpocken-Viren liefern neue Erkenntnisse zur Lungenfunktion

RICHLAND (eb). Affenpocken-Viren können zu tödlich verlaufendem Lungenversagen führen. In einer neuen Studie wurden jetzt wichtige Pathomechanismen entdeckt, die die Lunge schädigen. Forscher hoffen, dass die neuen Erkenntnisse für künftige Therapien auch bei Lungenkrankheiten wie COPD nützlich sind.

Die Studie wurde kürzlich in den USA gestartet, nachdem es dort zu drei neuerlichen Ausbrüchen durch Affenpocken-Viren gekommen war. Die Viren triggern die Produktion von entzündungsfördernden Proteinen und reduzieren gleichzeitig die Produktion von Proteinen, die wichtig sind, um die Struktur des Lungengewebes zu festigen und seine Funktion aufrecht zu erhalten.

Zunächst gingen die Forscher um den Biologen Dr. Joseph Brown vom Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory davon aus, dass die Affenpocken-Viren vor allem Entzündungen induzieren und so Pneumonien auslösen. Doch bei ihren Untersuchungen fanden sie heraus, wie stark die Viren die Struktur des Lungengewebes tatsächlich schädigen (Molecular & Cellular Proteomics online).

Das Team untersuchte zunächst Zellkulturen und prüfte, inwieweit mit Affenpocken infizierte Zellen Proteine freisetzen. Diese Proteine können gemessen werden, ohne dass dafür die Zellen zerstört werden müssen - eine wichtige Voraussetzung für spätere, wenig aufwändige Tests.

Dann untersuchten die Forscher die Zusammensetzung von Proteinen in der Lungenflüssigkeit von vier Makaken des OHSU Oregon Primatenzentrums in Beaverton. Anschließend wurden zwei Makaken mit Affenpocken-Viren infiziert, die anderen beiden mit dem Virus, das für Impfungen genutzt wird und kaum Krankheitssymptome verursacht. Dann wurde den Affen im Abstand von jeweils einigen Tagen Lungenflüssigkeit entnommen und untersucht. Die Proben wurden untereinander verglichen.

Dabei stellten die Forscher fest:

  • Zu Beginn der Infektion stimulieren sowohl die Affenpocken- als auch die Impfviren in den Affenlungen als Immunantwort eine erhöhte Produktion von Proteinen, die mit Entzündungen assoziiert sind.
  • In den Lungen derjenigen Affen, die mit Affenpocken infiziert waren, wurden aber gleichzeitig weniger von solchen Proteinen produziert, die wichtig für die Struktur des Lungengewebes, des Gewebestoffwechsels und für den Sauerstoffaustausch in der Lunge sind.
  • Einige Wochen später war die Proteinzusammensetzung in der Lungenflüssigkeit der Affen, die das Impfvirus erhalten hatten, wieder nahezu normal.
  • Auch in den Lungen der Affen, die mit Affenpocken-Viren infiziert waren, gingen die Entzündungsproteine zurück. Allerdings hatten die beiden Affen auch Wochen nach der Infektion weiterhin zu wenig von den "guten" Proteinen.

Die Ergebnisse legen nahe, dass Entzündungsprozesse zwar ein wichtiger Faktor sind, wie Brown meint. Aber der Einfluss der Viren auf die Strukturproteine der Lunge sei vermutlich der wichtigere Faktor beim Krankheitsverlauf.

Ähnliche Ergebnisse wie bei den Affen fanden die Forscher in den Zellkulturen. So kann der Einfluss von Affenpocken-Viren auf Zellen ohne Tierversuche untersucht werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt: Wenn ähnliche Proteinverschiebungen auch bei Menschen mit Virusinfektionen wie Influenza gefunden würden, könnten Therapien mit Medikamenten (Surfactans), die den Gasaustausch in den Lungen verbessern, bei virusbedingten Lungenproblemen erwogen werden. Die neuen Erkenntnisse könnten aber eines Tages auch Menschen mit chronischen Lungenkrankheiten nützlich werden.

Affenpocken

Affenpocken- und Pockenviren sind eng verwandt. Erstere sind für Affen ebenso gefährlich wie Pockenviren für Menschen. Seit den späten 1970-er Jahren, also nach Eradikation der Pocken, nehmen nach Angaben der Forscher Infektionen mit Affenpocken bei Menschen zu. Bis zu 10 Prozent der infizierten Menschen sterben daran.

Affenpocken-Infektionen bei Menschen sind vor allem aus Afrika bekannt, aber etwa in den USA kommt es seit 2003 ebenfalls immer wieder zu Ausbrüchen. Damals wurde die erste Infektion in den USA dokumentiert. Als Virusüberträger galten als importierte Präriehunde, die als Haustiere gehalten wurden.

PDF der Studie "Characterization of macaque pulmonary fluid proteome during monkeypox infection: dynamics of host response, Mol Cell Proteomics"

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