Riesenviren infizieren tödlichen Parasiten



Bio-News vom 24.04.2024

Der Einzeller Naegleria fowleri gehört zu den tödlichsten Parasiten für den Menschen. Forscherinnen und Forscher des Zentrums für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft der Universität Wien haben nun im Rahmen einer internationalen Kooperation erstmals Viren entdeckt, die diesen Einzeller befallen – in einer Kläranlage in Klosterneuburg bei Wien. Das sogenannte Naegleriavirus gehört zu den Riesenviren, eine Virengruppe mit ungewöhnlich großen Viruspartikeln und komplexen Genomen.

Naeglerien sind sogenannte Amöboflagellaten, das sind Einzeller, die weltweit in Gewässern vorkommen und sich dort von anderen Mikroorganismen ernähren. Eine berühmt-berüchtigte Art, Naegleria fowleri, vermehrt sich vorwiegend in warmen Gewässern über 30°C und gilt als Erreger einer schweren Hirn- und Hirnhautentzündung, der Primären Amöben-Meningoenzephalitis (PAM).


Symbolbild für ein Riesenvirus

Publikation:


Arthofer, P., Panhölzl, F., Delafont, V. et al.
A giant virus infecting the amoeboflagellate Naegleria

Nat Commun 15, 3307 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-47308-2



Die Erkrankung ist extrem selten, endet aber nahezu immer tödlich. Die Gruppe um Patrick Arthofer und Matthias Horn vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft (CeMESS) der Universität Wien konnten nun erstmals Riesenviren isolieren, die verschiedene Naegleria-Arten infizieren.


Illustration des Naegleriavirus basierend auf elektronenmikroskopischen Aufnahmen. Ein Schnitt durch ein Viruspartikel mit dem sternförmigen Stargate ist dargestellt.
Illustration unter CC BY-NC-SA 4.0 veröffentlicht.

Riesenviren, wissenschaftlich Nucleocytoviricota genannt, sind eine erst seit zwei Jahrzehnten bekannte Gruppe an Viren, die vorwiegend Einzeller infizieren. Diese Viren können es hinsichtlich ihrer Größe mit Bakterien aufnehmen. Sie besitzen einzigartige Strukturen und genetische Eigenschaften, die man lange Zeit nur von zellulären Lebensformen, nicht aber von Viren kannte. Die Entdeckung der Riesenviren löste Debatten um die Definition von Viren und den Ursprung des Lebens aus.

„Das jetzt entdeckte Riesenvirus mit dem Trivialnamen Naegleriavirus wurde aus einer Kläranlage in Klosterneuburg bei Wien isoliert – das erst vierte Isolat aus der Gruppe der sogenannten Klosneuviren“, so Patrick Arthofer. Seinen Namen erhielt das Isolat, weil es Naeglerien befällt. Möglich wurde die Entdeckung und Charakterisierung des Naegleriavirus durch die internationale Zusammenarbeit der Forschenden der Universität Wien mit Arbeitsgruppen an den Universitäten in Poitiers und der kanarischen Inseln, sowie dem US-amerikanischen Joint Genome Institute.

Das Virus wird von den Amöben fälschlicherweise als Futter aufgenommen und zerstört sie dann innerhalb von nur wenigen Stunden. Es infiziert seine Wirtszelle mit Hilfe der sogenannten Stargate-Struktur, die dem Einbringen der Virus-DNA dient. Anschließend bildet das Virus eine „Virusfabrik“ genannte Struktur innerhalb der Amöbenzelle, die das Virenerbgut außerhalb des Zellkerns vermehrt und hunderte neue Viruspartikel zusammenbaut. „Um die Wirtszelle währenddessen am Leben zu halten, bedient sich das Naegleriavirus vermutlich spezieller Proteine, die die natürliche Immunreaktion der Amöbenzelle unterdrücken und so den vorzeitigen Zelltod verhindern. Erst nach erfolgreicher Vermehrung der Viren kommt es zur Zerstörung der Wirtszelle und dem Freisetzen der Viren“, erklärt Florian Panhölzl, Koautor der Studie, der das Naegleriavirus im Rahmen des FWF Cluster of Excellence „Microbes Drive Planetary Health“ weiter untersucht.

„Diese Entdeckung eröffnet grundsätzlich die Möglichkeit einer vorbeugenden Behandlung von gefährdeten Gewässern, wie zum Beispiel im Rahmen der Wasseraufbereitung in Swimming Pools. Aber dafür bräuchte es zunächst weitergehende Untersuchungen. In jedem Fall wird das jetzt entdeckte Virus helfen, die Biologie der Naeglerien und deren Interaktionen mit Viren besser zu verstehen“, so Matthias Horn.


Diese Newsmeldung wurde mit Material der Universität Wien via Informationsdienst Wissenschaft erstellt.

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