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Tollwut-Virus entführt Nerventransportsystem, um Gehirn zu beschleunigen
Tollwut ist eine Krankheit, die durch ein Virus verursacht wird, das das Gehirn und das Nervensystem anspricht, sobald es in einen neuen Wirt gelangt, normalerweise über den Biss eines infizierten Tieres. Jetzt haben neue Forschungen unter der Leitung der Tel Aviv Universität in Israel den molekularen Mechanismus entdeckt, mit dem das Virus so schnell wie möglich von der Bisswunde zum Gehirn gelangt.
Tollwut, die Entzündungen im Gehirn und im Rückenmark verursacht, ist fast immer tödlich, wenn sie nicht frühzeitig behandelt werden.
Die Forscher berichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift PLOS Krankheitserreger.
Tollwut, die Entzündungen im Gehirn und im Rückenmark verursacht, ist fast immer tödlich, wenn sie nicht frühzeitig behandelt werden. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation kommt Tollwut in mehr als 150 Ländern vor und tötet jedes Jahr mehr als 60.000 Menschen, hauptsächlich in Asien und Afrika.
Viele Krankheitserreger verbreiten sich über den Blutkreislauf durch den Körper, angetrieben durch das Pumpen des Herzens. Aber diejenigen, die außerhalb des Blutkreislaufs reisen, müssen andere Transportmittel benutzen.
Tollwut-Virus nutzt das Netzwerk der Nervenzellen, die alle Teile des Körpers mit dem Gehirn verbinden. Insbesondere nutzt es Nervenzellen im peripheren Nervensystem, die verschiedene Teile des Körpers mit dem zentralen Nervensystem verbinden, das das Gehirn und das Rückenmark umfasst.
Axone oder Fasern im peripheren Nervensystem können hunderte Male länger sein als die Zellkörper, zu denen sie gehören, und sie transportieren nicht nur elektrische Signale, sie transportieren auch Moleküle über lange Strecken im Körper.
Für ihre Studie waren der leitende Autor Dr. Eran Perlson von der Sackler-Fakultät für Medizin in Tel Aviv und die Sagol School of Neuroscience und Kollegen besonders an einem Protein namens p75NTR-Rezeptor interessiert, das auf den Spitzen von peripheren Neuronen zu finden ist.
Sie entdeckten, dass das Tollwutvirus den Rezeptor auf die gleiche Weise wie ein anderes kleines Molekül namens NGF oder Nervenwachstumsfaktor verwendet. NGF bindet an p75NTR, wo es in das Neuron absorbiert wird und in winzigen sauren Blasen, die Vesikel genannt werden, zum Zellkörper wandert.
Mit Hilfe einer Methode namens Lebendzell-Bildgebung sah das Team, wie das Tollwutvirus an Nervenendigungen eindrang und entlang von Axonen reiste.
Das Tollwut-Virus muss an den p75NTR-Rezeptor binden, um schnell zum Gehirn zu gelangen
Um zu testen, wie wichtig der Rezeptor für das Virus sein könnte, wuchsen die Forscher Nervenzellen, die kein p75NTR hatten. Sie fanden, während das Virus in der Lage war, entlang der Axone ohne p75NTR zu wandern, es jedoch weniger wirksam war: Der Fortschritt war langsam, sprunghaft und selten, und die Vesikel gingen manchmal sogar in die falsche Richtung.
Das Team kam zu dem Schluss, dass der Tollwutvirus für den schnellen und effektiven Transport vom p75NTR-Rezeptor begleitet werden muss.
Sie fanden, wenn das Virus an p75NTR gebunden war, etwa 8 cm pro Tag, was etwa 40% schneller ist als die Geschwindigkeit, mit der sich der Rezeptor bewegt, wenn er an seinen regulären Partner NGF gebunden wird.
Die Autoren schlussfolgern, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass das Tollwutvirus nicht nur das Transportsystem von Neuronen hemmt, sondern dass es auch die axonalen Transportmechanismen manipuliert, um seine eigene Ankunft am Zellkörper und von dort zum Zentralnervensystem zu erleichtern maximale Geschwindigkeit."
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