– Forschende der Medizinischen Fakultät Heidelberg und des Universitätsklinikums Heidelberg erforschen molekulare Zusammenhänge, die Infektion und Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV-2 begünstigen
– Ergebnisse bieten Ansatzpunkt für die Entwicklung antiviraler Therapien
Das Virus SARS-CoV-2, das für die COVID-19-Pandemie verantwortlich ist, löst in den infizierten Zellen eine Stressreaktion aus, die das Eindringen des Virus in die Zellen erleichtert. Auf der Suche nach dem zugrundeliegenden molekularen Mechanismus identifizierten Forschende der Medizinischen Fakultät Heidelberg der Universität Heidelberg und des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD) in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) sowie der Universität Bristol einen zellulären Faktor mit dem Namen NUAK2. Dessen Menge wird durch die SARS-CoV-2 vermittelte Stressreaktion erhöht und er begünstigt den Eintritt und die Ausbreitung des Coronavirus in menschlichen Zellen. Damit könnte NUAK2 neuer Ansatzpunkt für die Entwicklung antiviraler Wirkstoffe sein.
Das Forschungsteam um Professor Dr. Dr. h.c. Ralf Bartenschlager, Leiter der Abteilung Molekulare Virologie am Zentrum für Infektiologie am UKHD und Dr. Vibhu Prasad, Wissenschaftler in der Molekulare Virologie hat nun die molekularen Wege, die beteiligt sind, wenn SARS-CoV-2 die Zelle infiziert, analysiert. Das zelluläre Eiweißmolekül NUAK2 spielt dabei eine zentrale Rolle.
In Experimenten blockierten die Heidelberger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das NUAK2 in den Zellen. Dadurch wurde das Eindringen von SARS-CoV-2-Partikeln in die Zelle vermindert, weil NUAK2 die Menge an ACE2, der Rezeptor für das Virus, reguliert. „Darüber hinaus zeigten unsere Untersuchungen, dass eine erhöhte NUAK2-Konzentration in infizierten Zellen die Anzahl an Rezeptoren auch in nicht infizierten Zellen erhöhte. Dadurch wurden auch diese Zellen verstärkt mit dem SARS-CoV-2 infiziert", berichtet Dr. Vibhu Prasad.
Und nicht nur bei SARS-CoV-2 ließen sich diese Zusammenhänge nachweisen, sondern auch bei anderen Coronavirus-Arten wie beispielsweise dem humanen Coronavirus-229E – dem „Erkältungsvirus" – und dem sehr gefährlichen MERS-Coronavirus, das von Kamelen auf den Menschen übertragen werden kann.
„Die Forschungsergebnisse liefern wertvolle Einblicke in die komplizierten Mechanismen der SARS-CoV-2-Infektion und -Ausbreitung. Das Verständnis der Rolle von NUAK2 eröffnet neue Wege für therapeutische Maßnahmen. Indem wir den NUAK2-regulierten Viruseintritt unterbrechen, können wir möglicherweise die Ausbreitung des Virus verhindern und dadurch die Auswirkungen von Coronaviren abmildern", sagt Professor Ralf Bartenschlager.
Literatur
Prasad V, Cerikan B, Stahl Y, et al. Enhanced SARS-CoV-2 entry via UPR-dependent AMPK-related kinase NUAK2. Mol Cell. 2023;S1097-2765(23)00467-7. doi:10.1016/j.molcel.2023.06.020
Weitere Informationen im Internet
Abteilung Molekulare Virologie am UKHD
Das Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD) ist eines der bedeutendsten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät Heidelberg der Universität Heidelberg zählt zu den international renommierten biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung innovativer Diagnostik und Therapien sowie ihre rasche Umsetzung für Patientinnen und Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 14.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und engagieren sich in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 50 klinischen Fachabteilungen mit rund 2.500 Betten werden jährlich circa 86.000 Patientinnen und Patienten voll- und teilstationär und mehr als 1.100.000 Patientinnen und Patienten ambulant behandelt. Gemeinsam mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und der Deutschen Krebshilfe (DKH) hat das UKHD das erste Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) in Heidelberg etabliert. Ziel ist die Versorgung auf höchstem Niveau als onkologisches Spitzenzentrum und der schnelle Transfer vielversprechender Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik. Zudem betreibt das UKHD gemeinsam mit dem DKFZ und der Universität Heidelberg das Hopp Kindertumorzentrum Heidelberg (KiTZ), ein deutschlandweit einzigartiges Therapie- und Forschungszentrum für onkologische und hämatologische Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter. Das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. Derzeit befinden sich an der Medizinischen Fakultät Heidelberg (MFHD) rund 4.000 angehende Ärztinnen und Ärzte in Studium und Promotion. www.klinikum.uni-heidelberg.de
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