Zur Evolution von Influenzaviren

Um Vorhersagen zur Entstehung und Ausbreitung neuer Grippevirenstämme treffen zu können, muss die wirtsspezifische Evolution dieser Viren geklärt werden.

Gesundheit

Influenza A ist zum einen Auslöser der jährlichen saisonalen Grippe, aber auch von verheerenden Pandemien. Zudem ist das Virus zoonotisch, d.h. es kann vom Tier auf den Menschen übergehen. Die Schwere der Erkrankung reicht von der leichten Form einer Bronchitis (Tracheitis) bis zu lebensbedrohlichen Lungenentzündungen, was vor allem davon abhängt, welche Atemwege betroffen sind. Eine Infektion des oberen Atemwegssystems wird mit größerer Ansteckungsgefahr, die der unteren Atemwege hingegen mit schwererem Infektionsverlauf assoziiert. Insgesamt scheint für die Schwere der Erkrankung und damit auch das Ausmaß der Epidemie oder Pandemie die Reproduktionsfähigkeit des Virus ausschlaggebend zu sein. Dabei spielt ein starker Selektionsdruck innerhalb des Wirts und auf Bevölkerungsebene eine Rolle, der letztendlich den Gewebetropismus bestimmt. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts INFLUENZA TROPISM (Evolutionary determinants of influenza virus pathogenesis and tissue tropism) war daher die Charakterisierung dieses Selektionsdrucks. Die Arbeitshypothese lautete, dass Transmissionsgrenzen und bereits vorhandene Immunität die Muster des Gewebetropismus dieser Viren beeinflussen, was wiederum die Entwicklung neuartiger Influenza-Varianten fördert. Um dies zu prüfen, analysierten die Wissenschaftler experimentell die Evolution des Grippevirus H1N1 in der Nase oder Lunge von Frettchen unter variablem Selektionsdruck. Die Forscher beobachteten schnelle Veränderungen des Gewebetropismus in den oberen Atemwegen der Frettchen, was auch mit einem ausgeprägteren Phänotyp korrelierte als bei Viren in den unteren Atemwegen der Frettchen. Eine vorbestehende Immunität wird sehr viel seltener bei pandemischen als bei saisonalen Viren beobachtet, gegen die das Immunsystem meist effektiv vorgehen kann. Die Forscher untersuchten experimentell an Frettchen die Tropismusmuster bei pandemischen Influenzaviren und ihren saisonalen Varianten. Offenbar führen pandemische Influenzaviren zum ausgeprägteren Phänotypen als die saisonalen Varianten, was verdeutlicht, dass eine Herdenimmunität starken Selektionsdruck erzeugt. Bestätigt wurden diese Beobachtungen an mathematischen Modellen zur Vorhersage der Entwicklung des Gewebetropismus bei Grippeviren. Die Studienergebnisse von INFLUENZA TROPISM können dazu beitragen, Maßnahmen und gesundheitspolitische Entscheidungen zu verbessern, um das von Influenza-A-Viren ausgehende ständige Risiko für die Bevölkerung zu senken.

Schlüsselbegriffe

Influenza-A-Virus, Evolution, Epidemie, Pandemie, Immunität

Evolutionary Determinants of Influenza Virus Pathogenesis and Tissue Tropism

Zur Evolution von Influenzaviren

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