Spanische Grippe Kleines Protein brachte den großen Tod

Die Spanische Grippe forderte von 1918 bis 1920 rund 50 Millionen Menschenleben. Was machte das Virus so tödlich? Wissenschaftler haben nun einen Hauptverdächtigen entdeckt: Ein Protein, das auch in anderen Viren schlummert, zum Beispiel im Vogelgrippevirus H5N1.


Der Erste Weltkrieg wütete noch über Europa, als schon ein zweiter Todbringer folgte. Mit 50 Millionen Toten forderte die Spanische Grippe weltweit mehr Opfer als der Krieg. Doch das Todesurteil für die Infizierten war meist nicht die Spanische Grippe selbst, sondern eine anschließende Lungenentzündung - hervorgerufen durch Bakterien. Mitunter konnte das Virus aber auch selbst eine heftige Lungenentzündung hervorrufen.

Tödlich: Viren der Spanischen Grippe von 1918
CDC

Tödlich: Viren der Spanischen Grippe von 1918

Wissenschaftler haben in den vergangenen Jahren immer wieder das Virus der Spanischen Grippe untersucht, um herauszufinden, welche Eigenschaft es so tödlich machte. Julie McAuley vom St. Jude Children's Research Hospital in Memphis/Tennessee und ihre Kollegen haben nun offenbar die Geheimwaffe des Virus entdeckt: PB1-F2, ein Protein, das sowohl im Spanische-Grippe-Virus als auch in veränderter Form in anderen Influenza-Viren vorkommt. Es ließ das Virus sich zum einen schneller vermehren, machte es zum anderen aggressiver und verschärfte anschließende Lungenentzündungen wesentlich.

Um zunächst zu klären, ob wirklich PB1-F2 der entscheidende Faktor war, infizierten McAuley und ihre Kollegen Mäuse mit zwei verschiedenen Influenza-Viren - einmal mit und einmal ohne PB1-F2-Protein. Dabei verwendeten sie einen Influenza-Stamm, der ein PB1-F2 enthielt, das sich in nur sieben Aminosäuren von der PB1-F2-Version der Spanischen Grippe unterschied. Ihre Studie veröffentlichten sie im Fachmagazin "Cell Host & Microbe".

Beiden infizierten Mäusegruppen setzten sie sieben Tage später Pneumokokken aus, Bakterien, die schwere Lungenentzündungen hervorrufen. Das Ergebnis: Bei der Gruppe, die dem Virus ohne PB1-F2-Protein ausgesetzt war, starb innerhalb von sieben Tagen nur eine Maus. Bei der anderen Gruppe starben alle Tiere bis auf eines.

Das Protein wirkt so tödlich, weil es die Arbeit der Mitochondrien, die Energielieferanten der Zelle, stört und die Zelle zum Selbstmord treibt. Die Forscher glauben, dass PB1-F2 sich an zwei Transport-Proteine in der Mitochondrien-Membran bindet und Löcher in die Mitochondrien-Membran reißt.

Heutige PB1-F2-Versionen sind weniger gefährlich

McAuley und ihre Kollegen wollten auch noch klären, worin die Besonderheit des Spanische-Grippe-PB1-F2-Proteins bestand. Dazu modifizierten sie das PB1-F2-Protein des verwendeten Influenza-Virus an den sieben unterschiedlichen Aminosäuren so, dass es genau der Version von 1918 entsprach. Somit entstand ein neues Influenza-Virus.

Wieder infizierten sie Mäuse - einmal mit der 1918er- und mit der aktuellen PB1-F2-Version. Die 1918er-PB1-F2-Viren vermehrten sich schneller und rafften mehr Mäuse dahin als die Influenza-Viren mit dem unterschiedlichen PB1-F2. Auch bakterielle Infektionen verliefen bei Mäusen mit 1918-PB1-F2 viel schwerer und tödlicher. Offenbar war die 1918er-PB1-F2-Variante noch viel wirksamer als heutige Versionen des Proteins.

Die Erkenntnis der Gefährlichkeit von PB1-F2 könnte auch für die Zukunft von enormer Bedeutung sein. Denn PB1-F2 kommt auch in anderen Influenza-A-Viren vom Typ H1N1 vor, die immer wieder zu Grippe-Epidemien führen. Dabei hat die Menschheit offensichtlich Glück gehabt, denn eine Mutation hat PB1-F2 in heutigen H1N1-Influenza-Viren regelrecht kastriert: Sie haben PB1-Genabschnitte, die eine Stop-Sequenz beinhalten. Dies bewirkt, dass das PB1-F2-Protein in diesen Grippeviren nur verstümmelt produziert wird. Es fehlt ihm vor allem die entscheidende Region, die es an die Transport-Proteine in der Mitochondrien-Membran binden lässt. Damit vermag es auch nicht mehr den programmierten Zelltod einzuleiten. Die Folge: Diese Viren sind weniger gefährlich.

Das passt zu den Statistiken: In den letzten zwei Jahrzehnten riefen normalerweise recht aggressive H1N1-Grippeviren weltweit weniger Krankheits- und Todesfälle hervor als beispielsweise H3N2-Virenstränge.

Doch menschliche Grippeviren fordern weltweit trotzdem noch regelmäßig viele tausend Tote. In den USA sind es 36.000 pro Jahr, in Deutschland meldete das Robert-Koch-Institut im Winter 2002/2003 fünf Millionen Infizierte und 16.000 Todesfälle. Die statistische Erfassung der Grippetoten ist schwierig, da die meisten nicht an dem Virus selbst, sondern an bakteriellen Superinfektionen sterben - sie könnte also noch weitaus höher liegen.

Auch das berüchtigte Vogelgrippevirus H5N1 gehört zu den Influenza-A-Viren. Viele halten es als potentiellen Ausgangskandidaten für ein neues Pandemie-Virus vom Bedrohungspotenzial der Spanischen Grippe. Die Entdeckung von PB1-F2 könnte also ein wertvoller Schlüssel im Kampf gegen heutige und zukünftige Pandemien sein.



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