Das Team von Prof. Bosse hat einen neuen Weg aufgedeckt, den das humane Zytomegalovirus (HCMV) zur Ausbreitung der Infektion in menschlichen Zellen nutzt. Die in PLOS Pathogens veröffentlichte Forschungsstudie zeigt, dass HCMV neue Viruspartikel pulsierend in Massen freisetzen kann. Den Forschenden zufolge trägt dieser neue Austrittsweg zur Vielfalt der HCM-Viruspartikel bei, was die Fähigkeit des Virus erklären könnte, verschiedene Zelltypen zu infizieren.
Virusinfektionen beginnen, wenn ein Virus in eine Wirtszelle eindringt und den Apparat der Wirtszelle umbaut, um die Bildung neuer Viruspartikel zu ermöglichen. Damit sich die Infektion ausbreiten kann, müssen diese neuen Viruspartikel einen Weg finden, die Zellmembran zu durchbrechen und die nächste Wirtszelle zu infizieren. Der Weg, den ein neues Viruspartikel nimmt, um die infizierte Zelle zu verlassen, wird als Austrittspfad bezeichnet.
Bei dem bisher bekannten Austrittspfad für HCMV werden einzelne Viruspartikel in kleine Transportbläschen gehüllt und kontinuierlich aus der infizierten Zelle ausgestoßen. „Mehrere Studien zeigten jedoch Viruspartikel in multivesikulären Strukturen, aber niemand konnte sie mit einem Ausscheidungsweg in Verbindung bringen“, erklärt Prof. Bosse.
Mit einem integrativen Ansatz, der auf volumetrischer Lebendzellbildgebung und dreidimensionaler korrelativer Licht- und Elektronenmikroskopie (3D-CLEM) basiert, konnten das Team Anhäufungen von umhüllten Viruspartikeln in multivesikulären Körpern identifizieren, die sie als multivirale Körper (MViBs) bezeichneten. „Mit der Bildgebung in lebenden Zellen konnten wir zeigen, dass die MViBs transportiert und anschließend mit der Zellmembran verschmolzen werden, wo sie dann in Pulsen freigesetzt werden“, erklärt der Erstautor der Arbeit, Felix Flomm. Die Existenz mehrerer Austrittswege könnte die große Vielfalt der HCMV-Viruspartikel erklären.
HCMV verursacht bei den meisten gesunden Menschen eine lebenslange latente Infektion; bei Immungeschwächten und Neugeborenen kann es jedoch zu schweren Erkrankungen führen, die verschiedene Gewebe und Organe betreffen. „Das Verständnis der Ausbreitungswege von HCMV ist für die Entwicklung neuer antiviraler Strategien für diesen klinisch relevanten Erreger von entscheidender Bedeutung“, sagt Prof. Bosse. Die Forschenden werden nun untersuchen, wie die Massenfreisetzung von HCMV-Partikeln innerhalb der infizierten Zelle ausgelöst wird.
Prof. Bosse hat eine RESIST-Professur an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) inne und ist Gruppenleiter am Zentrum für Strukturelle Systembiologie CSSB und am Leibniz-Institut für Virologie (LIV) in Hamburg.
Textquelle: Melissa Prass, CSSB Hamburg
Das Video zeigt eine HCMV-infizierten Zelle, aufgenommen mit serieller Blockflächen-Rasterelektronenmikroskopie. Multivirale Körper (MViBs) segmentiert und hervorgehoben (gelb).