Humane Papillomaviren können das Immunsystem umgehen
In der Regel ist das Immunsystem mit Antikörpern bewaffnet, die vor Viren schützen, aber humane Papillomaviren könnten es täuschen. Forscher des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) untersuchten die Immunantwort auf humanen Papillomviren (HPV) bei Mäusen und entdeckten einen bislang unbekannten Mechanismus. Durch diesen können die Krankheitserreger das Immunsystem überlisten. Zu Beginn des Infektionszyklus produzieren sie eine längere Version eines Proteins, das die viralen Genome umgibt. Somit produziert das Immunsystem Antikörper gegen dieses Protein, aber sie sind bei der Bekämpfung des Erregers nicht wirksam.
Wie wirken humane Papillomaviren?
Das menschliche Immunsystem verfügt über eine Vielzahl von Abwehrstrategien zum Schutz des Körpers vor Krankheitserregern. Von diesen umfasst eine die Produktion von Antikörpern zur Bekämpfung von Viren und Bakterien. Im Laufe der Zeit haben diese Krankheitserreger jedoch ausgefeilte Wege entwickelt, um dem Immunsystem zu entkommen. Einige dieser Strategien sind den Wissenschaftlern bereits bekannt. Bei humanen Papillomviren kennen sie solche Strategien bisher jedoch nur bei angeborener, bereits vorhandener Immunität und nicht bei adaptiver Immunität. Die letztere entwickelt sich erst dann, wenn Krankheitserreger in den Körper gelangen und mit der Produktion von Antikörpern verbunden sind. Frank Rösl und seine Mitarbeiter vom DKFZ haben nun unter der Aufsicht von Daniel Hasche einen neuen Mechanismus entdeckt, durch den kutane Papillomviren (hautspezifisch) das Immunsystem täuschen.
Bestimmte kutane HPV wie HPV5 und HPV8 treten als natürliche Infektionen der Haut auf. Sie werden nicht sexuell übertragen, sondern von der Mutter an das Neugeborene weitergegeben. Daher werden Familienmitglieder normalerweise mit denselben HPV-Typen kolonisiert. Eine Infektion bleibt normalerweise unbemerkt, weil der Körper sie überwinden kann. Abhängig vom individuellen Status des Immunsystems einer Person, ihrer genetischen Veranlagung, ihrem Alter und anderen externen Faktoren wie UV-Strahlung können jedoch bestimmte kutane HPV-Typen die Zellteilung in ihren Wirtszellen stimulieren. Dies führt zu Hautveränderungen und in seltenen Fällen zur Entwicklung eines Plattenepithelkarzinoms, auch als heller Hautkrebs bekannt. Die Wissenschaftler haben ihr Experiment an einer bestimmten Mausspezies durchgeführt. Diese südliche Vielzitzenmaus kann sich wie Menschen kurz nach der Geburt mit kutanen Papillomviren infizieren. Dann produziert ihr Immunsystem spezifische Antikörper gegen das Virus. In Kombination mit UV-Strahlung entwickeln infizierte Tiere dann oft Plattenepithelkarzinome.
Forschungsergebnisse
Das Immunsystem der Tiere produziert Antikörper gegen die beiden viralen Proteine L1 und L2, aus denen die Viruspartikel bestehen, auch Kapside genannt. Diese Antikörper können verhindern, dass die Viren in die Wirtszellen eindringen, und so das Virus neutralisieren. Die von den Wissenschaftlern durchgeführten Experimente zeigten jedoch, dass die Viren neben dem normalen L1-Protein auch eine längere Version produzieren. Letzterer ist nicht in der Lage, tatsächlich an der Bildung des viralen Kapsids teilzunehmen. Stattdessen wirkt es als eine Art Köder, gegen den das Immunsystem seine Reaktion richtet und spezifische Antikörper produziert.
Die Wissenschaftler konnten in der Studie jedoch nachweisen, dass diese Antikörper humane Papillomaviren nicht wirksam bekämpfen. Anstatt den infektiösen Erreger durch Bindung an L1 zu neutralisieren, binden die Antikörper lediglich das als Köder verwendete Protein. Während das Immunsystem damit beschäftigt ist, diese nicht neutralisierenden Antikörper zu produzieren, kann sich das Virus weiter replizieren und im ganzen Körper verbreiten. Es dauert noch einige Monate, bis neue neutralisierende Antikörper kommen, die auf das normale L1-Protein und letztendlich auf die infektiösen Viren selbst abzielen.
Sowohl bei Nagetieren als auch bei Menschen ist das L1-Gen bei fast allen HPV-Typen, die Krebs verursachen können, so konzipiert, dass eine längere Version des Proteins produziert werden kann. Dies gilt auch für Hochrisiko-HPV-Typen wie HPV16 und HPV18. Es scheint ein häufiger Mechanismus zu sein, der es den Viren ermöglicht, sich im Frühstadium der Infektion effizient zu replizieren und zu verbreiten. Die Tatsache, dass Antikörper gegen humane Papillomviren nachgewiesen werden können, ist daher nicht unbedingt mit einem Infektionsschutz verbunden. Dies muss in Zukunft bei der Bewertung und Interpretation epidemiologischer Studien berücksichtigt werden.
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