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H5N1-Virus: Anatomie eines Killers

Es ist nur ein zehntausendstel Millimeter groß und hat gerade mal acht Gene: das H5N1-Virus, das die Welt und jetzt auch Deutschland in Atem hält.

Das Vogelgrippevirus H5N1 ist winzig klein und hat nur acht Gene. Dennoch könnte es sich nach Befürchtungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu einer Bedrohung mit weltweit bis zu 150 Millionen Toten auswachsen. Voraussetzung wäre die Kreuzung mit einem menschlichen Grippevirus oder eine eigene genetische Veränderung (Mutation) des Erregers. Ein solcher "Supererreger" wäre dem Immunsystem des Menschen nicht bekannt und könnte sich rasend schnell im Körper verbreiten.

"Die Mutation des Virus ist längst überfällig", sagte Prof. Matthias Stoll von der Medizinischen Hochschule Hannover. "Wir warten alle darauf, dass das eintritt." Eine Weiterentwicklung des Erregers sei relativ schnell möglich. Noch gibt es keine Anzeichen für ein solches Virus, das sich leicht von Mensch zu Mensch übertragen lässt. "Bislang ist die Vogelgrippe eine Tierseuche", betonen Forscher wie der Virologe Hans-Dieter Klenk. Er leitet das Institut für Virologie an der Universität Marburg und ist in Deutschland einer der führenden Kenner der Influenzaviren.

Die Virologen unterteilen Influenzaviren in die Typen A, B und C. Nur Typ A, zu dem auch der Vogelgrippe-Erreger H5N1 gehört, kann die gefürchtete Pandemie unter Menschen auslösen. Das Virus ist kugelrund, sein Durchmesser beträgt nur 0,1 tausendstel Millimeter. In seinem Inneren ist nur Platz für ein paar Proteine und die Erbsubstanz. Diese schmale Ausstattung reicht den Partikeln aber, um sich in lebenden Zellen zu vermehren und sie schwer zu schädigen.

Vom Rachen in die Lunge

Die Viren gelangen zunächst auf die Schleimhäute der oberen Atemwege. Dann kommt das erste Virenprotein zum Zuge: Die Neuraminidase (N) sitzt wie ein Stachel auf der Virenhülle und bahnt dem Virus einen Weg durch den feinen Schleimfilm auf den Zellen. So gelangt das Virus bis zur Oberfläche der Zelle. Diese zieht das Virus nun in ihr Inneres, wo es sich vermehrt. Nach 10 bis 24 Stunden erscheinen auf der Oberfläche der befallenen Zelle neue Viren. Sie lösen sich ab, und der Prozess beginnt in weiteren Zellen von Neuem. Durch diesen Schneeballeffekt vermehrt sich das Virus rasend schnell.

Dies alles passiert zunächst in den äußersten Zellschichten zum Beispiel des Rachenraums. Von dort gelangen die Viren über die Luftröhre in die Lunge. "Es geht im schlimmsten Fall Stockwerk für Stockwerk tiefer", sagt Virenforscher Klenk. Ein akutes respiratorisches Distress-Syndrom (ARDS) kann wenig später folgen. Bei dieser akuten Entzündung des Lungengewebes verliert das Organ weitgehend seine Fähigkeit zur Sauerstoffaufnahme.

Viele verschiedene Viruskombinationen in der Natur

Das größte Problem für die Mediziner ist, dass bei der Vermehrung viele Varianten des Erregers entstehen. Die Schlüsselmoleküle mit den Bezeichnungen H und N sitzen an der Außenseite des Virus und sind ständig den Attacken des menschlichen Immunsystems ausgesetzt. Um den Antikörpern zu entgehen, wandeln sich die Moleküle schnell. Täten sie es nicht, würde das Immunsystem schnell mit ihnen fertig, sie blockieren und damit wirkungslos werden lassen. Durch die schnelle Veränderung der Moleküle muss sich der Körper jedes Jahr mit einem leicht veränderten Virus auseinander setzen, gegen das er nur unzureichend gerüstet ist. So kommt es zu den üblichen Grippeepidemien, und daher muss für jede Grippesaison ein neuer Impfstoff hergestellt werden.

Die Buchstaben H und N dienen den Experten auch zur Benennung der Viren. Es gibt 16 verschiedene H-Typen und 9 Versionen vom Typ N. Klenk geht davon aus, dass in der Natur Viren mit vielen H-N- Kombinationen vorkommen. Die Wirte sind Vögel. Viele Virenvarianten sind so gut an sie angepasst, dass die Vögel problemlos überleben.

Voraussetzung für eine Pandemie wäre, dass sich das Vogelgrippevirus in ein menschliches Virus verwandelt. "Dies könnte dann passieren, wenn sich das Vogelgrippevirus mit einem menschlichen Influenzavirus kreuzt. Dafür müsste zunächst eine menschliche Zelle von beiden Viren befallen werden", erläutert Klenk. In diesem Fall würden sich die Erbanlagen beider Viren vermischen, und es könnte ein neues menschliches Virus entstehen, das aber an seiner Oberfläche einen Teil des Vogelgrippevirus besitzt. Ein solches Virus wäre nach den Worten von Klenk dem menschlichen Immunsystem völlig unbekannt. Menschen wären ihm ohne jeden Schutz ausgeliefert. Vogelgrippeviren könnten sich aber auch ohne Genaustausch in für Menschen sehr gefährliche Erreger verwandeln. "Das war bei der Pandemie 1918 der Fall. Die Viren von 1957 und 1968 entstanden hingegen durch den Austausch menschlicher und tierischer Virusgene."

Thilo Resenhoeft/DPA

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