Wie das Virus an Zellen bindet

In der Arbeitsgruppe „Molekulare Biophysik“ an der Humboldt-Universität beschäftigen sich Wissenschaftler mit den ersten Schritten der Influenzavirus-Infektion. Sie untersuchen, mit welcher Kraft sich Viren an ihre Wirtszellen heften.

Um sich an eine geeignete Zelle zu binden, haben Influenzaviren bestimmte Oberflächenproteine - sogenannte Spikeproteine. Eines davon, das Hämagglutinin (HA), bindet an Rezeptoren der Wirtszelle und stellt dadurch den ersten Kontakt her. Die Art des Rezeptors der Wirtszelle bestimmt häufig, welche Zellen infiziert werden können und welche nicht (Zelltropismus).

Die Wissenschaftler haben eine „optische Pinzette“ eingesetzt. Damit können mikroskopisch kleine Kugeln, auf denen sich wenige Viren befinden, gehalten und mitsamt der Viren an Zellen herangeführt werden, bis es zur Bindung eines Virus an eine Zelle kommt. Danach wird die Kugel zurückgezogen und die resultierende Kraft gemessen.

Um die molekulare Grundlage der Kräfte zu verstehen, haben die Forscher diese Experimente am Computer simuliert. Dabei stellte sich heraus, dass die Interaktionskraft einer Bindung etwa zehn Piconewton beträgt. Das scheint nicht viel, doch solche winzigen Kräfte haben eine große Bedeutung für den Erreger: Ein Virus muss gleichzeitig viele Bindungen herstellen, um sich stabil an eine Wirtszelle anzuheften. Dieses als Multivalenz bezeichnete Prinzip wollen die Forscher jetzt für das Design entsprechender Hemmstoffe umsetzen.

Literatur: Sieben, C., et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012;34:13626-31.