Die heimlichen Herrscher

Wo sie auftauchen, sind Krankheit und Tod nicht fern. Geliebt werden sie, so könnte man meinen, höchstens von Regisseuren, die mit gruseligen Storys über Killer-Viren die Kinokassen klingeln lassen. Doch das stimmt nicht: Viren haben auch außerhalb Hollywoods ihre Fans. Laura Kakkola ist eindeutig ein Fan. „Viren” , sagt die Biologin voll unverhohlener Anerkennung, „sind die cleversten Lebensformen, die es gibt. Genaugenommen sind sie genial – ein Meisterstück der Natur.” Vor allem der einfache Bau der Zellpiraten fasziniert sie: „Viren haben genau die Ausstattung, die sie für ihre Vermehrung brauchen, und weiter nichts” – perfektes Design ohne allen Schnickschnack. Eines dieser Meisterstücke hofft die Forscherin am Haartman-Institut in Helsinki bald genau unter die Lupe nehmen zu können. Oder besser gesagt: unters Elektronenmikroskop. Laura Kakkola jagt einen Geist. Er spukt hinter den Kulissen des Körpers – und noch kein Mensch hat ihn bisher zu sehen bekommen. Die finnische Doktorandin will die erste sein, der es gelingt, ein vollständiges TT-Virus (TTV) in rund 100000facher Vergrößerung zu fotografieren. Dieses nach den Voraussagen sehr kleine Virus – es dürfte gerade mal 30 bis 50 millionstel Millimeter messen – haben japanische Wissenschaftler 1997 durch indirekte Labormethoden nachgewiesen: Seine Erbsubstanz hinterließ eine Fährte im Blut eines Patienten – „TT” sind dessen Initialen. An der Erbsubstanz-Fährte konnte man das geheimnisvolle Virus festmachen. Bis heute ließ es sich noch keiner bekannten Virengruppe eindeutig zuordnen. Frappant ist: Ersten Studien zufolge tragen allein in Japan 90 Prozent aller Menschen den kleinen Unbekannten in sich. Auch die Europäer sind vor ihm nicht verschont geblieben. Seitdem sie wissen, worauf sie zu achten haben, finden die Virologen die TTV-Erbsubstanz in vielen Untersuchten. Laura Kakkola studiert das Blut ihrer Kollegen von der Virologischen Abteilung des Haartman-Instituts. Sie lassen sich bereitwillig anzapfen. Denn die genaue Charakterisierung von TTV ist nicht nur ein Fall für die Grundlagenforschung, sondern auch von medizinischem Interesse: TTV steht unter Verdacht, eine spezielle Form der Leberkrankheit Hepatitis auszulösen. Deswegen sind auch in Deutschland Transfusionsmediziner auf das Virus aufmerksam geworden. Neuesten Untersuchungen zufolge sind etwa ein Drittel der deutschen Blutspender mit TTV infiziert. „Es könnten auch mehr sein – man ist sich nicht sicher, bereits alle Varianten von TTV erfaßt zu haben”, sagt Dr. Gregor Caspari, Virologe an der Universität Gießen. Der TTV-Experte gibt gleichzeitig Entwarnung. „Einen Krankheitswert hat die Infektion nicht, soweit man bisher weiß. Gravierende Erkrankungen bei einem Drittel der Bevölkerung würden schließlich auffallen”, argumentiert Caspari. Er will allerdings „nicht ausschließen, daß doch einmal ein Patient mit geschwächtem Immunsystem – beispielsweise im Rahmen einer Organtransplantation – Krankheitserscheinungen zeigen könnte, die auf eine Infektion mit TTV zurückgehen”. Laura Kakkolas Sympathie für ihre Studienobjekte tut dies kaum Abbruch. „Ich neige oft dazu, mich auf die Seite der Viren zu schlagen”, gibt sie zu. „Wenn ich Bilder von Aids-kranken Kindern in Afrika sehe, muß ich mir immer vor Augen halten, daß die Viren, die ich so liebe, für derartiges Leid verantwortlich sind.” Auch unter ihren deutschen Kollegen haben die Viren Freunde. Einer von ihnen ist der Kölner Genetik-Professor Walter Doerfler, der die Zellparasiten zwar „ wegen ihres gefährlichen Potentials respektiert”, aber auch glaubt, „als Virologe und Arzt noch sehr viel von ihnen lernen zu können”. Prof. Ernst-Ludwig Winnacker ist von den winzigen Erregern sogar rückhaltlos begeistert. „Ich mag Viren” wollte der prominente deutsche Biochemiker im vergangenen Jahr sein Buch zum Thema nennen. Erst nach dem Einspruch des Verlags, dem dieser Titel zu zynisch erschien, entschied sich der Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft für „Heimliche Herrscher”. Ein treffender Titel. Denn Viren haben häufig die menschliche Geschichte geprägt – zum Beispiel im Jahr 1492. Als Christoph Kolumbus in Haiti landete, schleppten er und seine Mannen Pocken-Erreger in die Karibikinsel ein. Die Invasoren waren dagegen immun, weil sie – meist schon im Kindesalter – bereits die Infektion durchgemacht hatten. Die Ureinwohner jedoch, die Caraïben, hatten noch nie Kontakt mit den Viren gehabt und starben fast alle daran. Haiti – damals „Hispaniola” – fiel den Spaniern in den Schoß. Nicht anders Mitte des 16. Jahrhunderts, als die spanischen Eroberer im Inka-Reich, dem heutigen Peru, wiederum Unterstützung von Pocken-Viren bekamen: Ein Großteil der indianischen Bevölkerung, einschließlich des Kaisers, fiel der Seuche zum Opfer. Die Spanier unter Pizarro unterwarfen das geschwächte Andenvolk ohne Schwierigkeiten. Noch heute gehen über die Hälfte aller Erkrankungen der Menschen weltweit auf das Konto der unsichtbaren Erreger. Nicht nur bei Masern, Windpocken oder Tollwut – Viren sind auch an der Entstehung komplexer Krankheitsbilder beteiligt: In der westlichen Welt wird jeder zehnte bösartige Tumor durch Virus-Infektionen mitverursacht. Zwar spielen bei Krebs vor allem genetische und Umweltfaktoren eine Rolle, aber für einige Krebsarten haben Wissenschaftler eine Virus-Connection nachgewiesen: Das Hepatitis-B-Virus ist als Auslöser von Leberkrebs identifiziert, Papillom-Viren sind an der Entstehung von Gebärmutterhalskrebs und anderen Genital-tumoren maßgeblich beteiligt. Auch bei der Haupttodesursache in den Industrieländern scheinen Viren mitzuwirken: banale Adeno-Viren, als Erkältungsauslöser ständige Gäste in den menschlichen Atemwegen, und Entero-Viren, die häufig im Verdauungstrakt anzutreffen sind. Eine Infektion mit Entero-Viren, so wiesen Epidemiologen in umfangreichen Studien nach, erhöht das Risiko für Herzinfarkt. In die gleiche Richtung weist: Der Berliner Herzspezialist Dr. Matthias Pauschinger fand einen engen Zusammenhang zwischen Adeno- sowie Entero-Viren-Infektionen und chronischer Herzmuskelentzündung. Der Einfluß der Parasiten reicht weit – und tief in die Vergangenheit. Von Anbeginn haben Viren die Evolution des Lebens auf unserem Planeten geprägt. Sie haben im Lauf von Milliarden Jahren ein intimes Verhältnis zu ihren Wirten entwickelt. Seit es sich selbst vermehrende Zellen auf der Erde gibt, profitieren die winzigen Trittbrettfahrer von ihnen. Die Evolution der Viren und ihrer Wirte war von Anfang an auf das engste miteinander verknüpft. „Es hat ein regelrechtes Feintuning in der Natur gegeben”, sagt Dr. Ralf Tönjes, Biologe am Paul-Ehrlich-Institut im hessischen Langen: Die Parasiten hätten gelernt, sich erfolgreich sämtlichen Abwehrstrategien zu widersetzen, die ihre unfreiwilligen Wirte gegen sie entwickelten. Viren sind anders als alle anderen Vertreter des Organismenreiches. Ohne Respekt vor den Gesetzen der Natur setzen sich manche sogar über die Grundprinzipien der Biologie hinweg. Die Rede ist von einer besonderen Virenfamilie: den Retroviren. Alle Zellen, vom einfachsten Bakterium bis zur spezialisierten Säugetierzelle, enthalten Desoxyribonukleinsäure (DNA) als Erbsubstanz. Die genetische Information, die dieses Molekül beinhaltet, wird normalerweise zunächst in eine Arbeitskopie übertragen – die Ribonukleinsäure (RNA). Nach der Bauanleitung, die in der RNA steht, baut die biochemische Maschinerie der Zelle ein Eiweißmolekül (Protein). „DNA macht RNA macht Protein” – so formulierte der amerikanische Nobelpreisträger Francis Crick in den fünfziger Jahren das zentrale Dogma der biologischen Informationsübertragung. Doch einige Viren scheren sich nicht drum. Die anarchistischen Retroviren, zu denen der Aids-Erreger HIV gehört, haben ihre genetische Information in Form von RNA gespeichert. Sie kehren das biologische Dogma um: Mit Hilfe eines Enzyms, der Reversen Transkriptase, können sie von der überfallenen Zelle ihre RNA in DNA zurückübersetzen lassen. Wie ein molekulares Kuckucksei schieben sie dann dieses DNA-Stück ihrer Wirtszelle unter. Die fügt es in ihr eigenes Genom ein und fängt an, Virus-Proteine zu produzieren. Daraus werden neue Viren, die weitere Zellen befallen. „So ein Retrovirus ist faul, es tut selbst so wenig wie möglich”, sagt Ralf Tönjes. Er beschäftigt sich seit acht Jahren mit den größten Faulpelzen unter ihnen: den Endogenen Retroviren (ERV). Die ERV haben einen Weg gefunden, den oben geschilderten Ablauf komplett zu umgehen: Sie befielen in grauer Vorzeit die Ei- und Samenzellen und klinkten sich selbst in deren Erbgut ein. Die Folge: Jeder Nachkomme eines infizierten Menschen oder Tieres trägt automatisch die ERV in seinen Genen und vermehrt sie mit. „Aus der Sicht des Virus ist das natürlich der ideale Zustand”, sagt Tönjes. „Es muß für die eigene Verbreitung nichts mehr tun.” Standesgemäß für einen heimlichen Herrscher: Er läßt sich vom Stoffwechsel des Zwei- oder Vierbeiners gut versorgen, in dessen Genen er für immer wohnt – ohne daß der von seiner Existenz ahnt. Immerhin ein Prozent der menschlichen Erbsubstanz besteht aus DNA-Abschnitten, die der Mensch sich irgendwann als Virus-Infektion eingefangen hat. Der russische Forscher Prof. Eugene Sverdlov bezeichnet sie als „Fußspuren urzeitlicher Retroviren, die vor Millionen Jahren die Keimzellen unserer Vorfahren erobert haben”. Das muß aus der Sicht des Menschen nicht einmal ein Nachteil gewesen sein. Womöglich verdanken wir gerade diesen trickreichen Eindringlingen, daß sich unsere Ur-Ur-Urahnen gegen damals grassierende Krankheiten behaupten konnten – und damit die Entwicklung zum modernen Homo sapiens überhaupt geschafft haben. Sverdlov vermutet: Die „Humanen Endogenen Retroviren” (HERV) könnten einen Schutz gegen andere virale Infektionen bewirkt haben. Ralf Tönjes sieht das genauso und nennt ein Beispiel aus dem Tierreich: Bei Mäusen haben Forscher festgestellt, daß Leukämie-verursachende Viren einzelne Tiere nicht infizieren können. Das besondere an diesen Gefeiten: Ihre Zellen tragen im Erbgut eine dort eingeklinkte Variante des Erregers und produzieren dadurch Proteine, die außen auf der Zelloberfläche exakt die Angriffsstellen für Leukämie-Viren besetzen. Die eingebaute Virus-Erbsubstanz macht die Maus nicht krank und schützt sie vor einer Infektion mit dem „in freier Wildbahn” lebenden Verwandten. Es liegt nahe, daß auch HERV einmal für den Menschen eine solche Schutzfunktion hatten. Ralf Tönjes meint sogar, daß die „Fußabdrücke” ehemaliger Retroviren – zum Teil in 1000 Kopien über das Genom des Menschen verstreut – sich irgendwann wieder als nützlich erweisen könnten. „Ich sehe das als Schrott, den man auf die Müllhalde gelegt, aber noch nicht gänzlich abgeschrieben hat”, sagt der Biologe. „Vielleicht werden uns die HERV eines Tages noch einmal einen Dienst erweisen.” Gefahren gehen von den Virus-Sequenzen in unserem Erbgut nicht aus. Denn die HERV sind nicht in der Lage, wieder infektiöse Virus-Partikel herzustellen. Sie existieren nur als sogenannte Proviren – von ihnen können RNA-Kopien gezogen und anschließend Virus-Proteine gebildet werden, aber die Partikel können keine anderen Zellen befallen. Ganz anders sieht es bei der Schweine-Variante dieser eingeklinkten Uralt-Parasiten aus, bei den „Porcinen Endogenen Retroviren” (PERV). „Die stellen unter bestimmten Bedingungen infektiöse Viren her, die sowohl Schweine- als auch Menschenzellen infizieren können”, warnt Ralf Tönjes, der mit seinen Mitarbeitern am Paul-Ehrlich-Institut entsprechende Versuche gemacht hat. Ein alarmierendes Ergebnis – aus der Sicht der Transplantations-Mediziner. Denn Schweine gelten als Tiere der Wahl, wenn es um die Übertragung von Tierorganen auf den Menschen geht. Als britische Forscher vor drei Jahren erstmals die Gefahr entdeckten, die durch PERV droht, durchkreuzten sie damit ernsthaft diskutierte Pläne, den Mangel an Spenderorganen mit Schweineherzen und -lebern auszugleichen. Tönjes betont: „Die Übertragung von Schweineorganen käme einer direkten Injektion von Viren gleich. Sie würden sich im Patienten vermehren und könnten weitere Menschen in ihrer Umgebung infizieren.” Es wäre beileibe nicht das erste Mal, daß Viren vom Tier auf den Menschen übergingen. Prominentestes Beispiel: das Humane Immunschwäche-Virus (HIV). Anfang vergangenen Jahres konnte die deutsche Molekularbiologin Dr. Beatrice Hahn den Ursprung der Seuche Aids aufklären: Ein afrikanischer Jäger hatte sich in den vierziger Jahren bei einem Schimpansen der Unterart Pan troglodytes angesteckt. Der Forscherin zufolge, die an der Universität von Alabama arbeitet, kann ein solcher Sprung über die Artengrenze jederzeit wieder vorkommen. Nicht zuletzt der weltweite Tourismus sorgt dafür, daß sich „neue Viren”, wie sie manchmal genannt werden, schnell über alle Kontinente verbreiten. „Sie glauben gar nicht, was die Leute alles mitbringen”, klagt Prof. Herbert Schmitz, Leiter der Abteilung Virologie am Hamburger Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin. „Touristen reiten auf Kamelen, wobei sich sofort Kamelzecken über sie hermachen und die viralen Erreger für Kongofieber übertragen”, berichtet der Mediziner. Es trifft nicht nur Fernreisende: In der Toscana übertragen Stechmücken ein Virus, das das sogenannte Toscana-Fieber auslöst. Als Schmitz Ende der siebziger Jahre an das renommierte Hamburger Institut kam, wütete gerade eine Ebola-Epidemie im Sudan. Der Virologe nahm dies zum Anlaß, das damals einzige Hochsicherheitslabor der Stufe vier in Deutschland einzurichten. Fachmännischen Rat holte er sich von den Experten der Centers for Disease Control in Atlanta, deren Labors für die Kulissen des US-Spielfilms „Outbreak” Pate standen. Und so spürt man einen Hauch von Hollywood auch in dem Institut an der Elbe. „ Seit ,Outbreak‘ interessieren sich plötzlich alle für unsere Arbeit”, staunt Schmitz. Kein Wunder – gibt doch das Sicherheitslabor den idealen Hintergrund für Storys über Killer-Viren ab: Der Forscher trägt bei der Arbeit einen gelben Schutzanzug mit einer eckigen Plastikhaube auf dem Kopf. In dem Anzug, der ständig mit Luft aufgeblasen wird, erinnert er an eine Kreuzung aus Astronaut und Michelin-Männchen. Wo immer hierzulande ein seltenes Virus auftaucht, ist das Fachwissen von Schmitz und seinem Team gefragt. „Verdachtsfälle haben wir viele, aber Erkrankungen glücklicherweise nur wenige”, sagt er. Der Tourismus boomt – die Viren reisen mit um die Welt. Die Co-Existenz von Menschen und ihren Zellparasiten geht Jahr für Jahr in eine neue Runde.

Susanne Liedtke