Dossier
Grippeimpfstoffe: Revolution hinter den Kulissen
Grippeviren sind winzige Verwandlungskünstler, die der körpereigenen Abwehr zu schaffen machen und in unserem Körper starke Infektionen auslösen können. Mit einer Impfung kann sich das Immunsystem alledings auf eine solche Attacke vorbereiten. Die Herstellung der Grippeimpfstoffe ist für Pharmaunternehmen ein lukratives Geschäft: Jedes Jahr aufs Neue müssen schlagkräftige Vakzine produziert. Dabei hat sich hinter den Kulissen eine kleine Revolution vollzogen: Die seit mehr als fünfzig Jahren unveränderte Herstellung von Grippeimpfstoffen in Hühnereiern bekommt Konkurrenz von zellbasierten Verfahren. Im Juni 2007 hat mit Novartis der erste Impfstoffhersteller eine Zulassung erhalten. Anfang Oktober 2007 wurde die dafür nötige Produktionsanlage in Marburg eingeweiht.
Die Invasion: Das gefährliche Programm von Viren
Klein aber oho: Grippeviren sind winzige – etwa 100 Nanometer große, stachelige Eiweißkugeln, doch wenn sie in unseren Körper gelangen, lösen sie eine starke Infektion aus. Diese Strategie sichert ihnen das Überleben, denn wie andere Viren auch können sie sich nicht von allein vermehren. Dafür müssen die Winzlinge fremde Zellen entern und sich deren Produktionsapparat zunutze machen. Um in die Zellen einzudringen, haben Grippeviren spezielle Eiweiße auf der Oberfläche ihrer Hülle – die wichtigsten heißen Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (N). Sind Viren damit einmal in die Zelle gelangt, starten sie ihr Programm: Dafür schleusen die Viren ihr Erbgut, das in Form von Ribonukleinsäure (RNA) vorliegt, in den Zellkern der ahnungslosen Zelle ein und diese wiederum beginnt für das Virus zu arbeiten: Da sie den Feind nicht als solchen erkennt, schreibt sie die Eiweißbaupläne der Viren ab und setzt sie in der zelleigenen Eiweißproduktion um. Darüber hinaus werden acht RNA-Abschnitte wieder zu einem neuem Virenerbgut zusammengebaut und zusammen mit den fertigen Eiweißbausteinen für die Virushülle an die Oberfläche der Zelle gebracht. Dort stülpt sich ein Stück der Zellmembran nach außen ab und ein neues Viruspartikel wird entlassen. Stück für Stück wird so ein neuer Virus geboren. Der Vorgang wiederholt sich in jeder Zelle so lange, bis die Zelle schließlich zugrunde geht.
Grippeviren: Schön aber gefährlich. Ihre spike-artige Oberfläche wird von den viralen Eiweißen Hämagglutinin und Neuraminidase gebildet.
Quelle: Novartis Behring
H5N1 – Oberflächeneiweiße geben Grippeviren Namen
Die sogenannte „echte“ Grippe, die im Fachjargon auch Influenza genannt wird und schwerer verläuft als ein grippaler Infekt oder eine normale Erkältung, kann beim Menschen von den Influenzavirustypen A und B ausgelöst werden (Typ C gibt es auch, dieser ist aber nicht für schwere Infektionen verantwortlich). Während Typ B-Viren nur Menschen befallen, wird Typ A vor allem in Wasservögeln gefunden und besitzt viele Untertypen, von denen einige Formen für den Menschen sehr ansteckend sind. Um die vielen verschiedenen Subtypen voneinander zu unterscheiden, orientieren sich Experten an den Oberflächeneiweißen. So gibt es für das Influenzavirus A 15 Varianten des Hämagglutinins und neun der Neuraminidase. Je nachdem, welche Variante auf der Oberfläche des Erregers zu finden ist, gibt es Bezeichnungen wie H1N1 oder H9N2. Traurige Berühmtheit hat inzwischen der Erreger der aktuellen Vogelgrippe erlangt, der mit H5N1 bezeichnet wird.
Extreme Verwandlungsfähigkeit sichert Grippeviren Überleben
Warum aber sind Grippeviren so gefährlich? Das Problem liegt in ihrer extremen Wandlungsfähigkeit. Während man sich mit vielen Viren, wie z.B. mit den Windpocken, nur einmal anstecken kann und dann sein Leben lang immun ist, kann man die Grippe immer wieder bekommen: Grippeviren überlisten nämlich sehr geschickt das Immunsystem des Menschen. Diese körpereigene Abwehr soll uns eigentlich vor einer Zweitinfektion mit demselben Erreger schützen, doch Grippeviren verändern ihr Erscheinungsbild so oft, dass der Körper sie nicht wiedererkennt. Diese Veränderungen erfolgen zum einen kontinuierlich, zum anderen sprunghaft und werden von Experten als Drift und Shift bezeichnet.
Genetischer Drift: Kleine Fehler im Kopierapparat
Der genetische Drift der Grippeviren hat folgende Ursache: Das Virus zwingt die Wirtzellen, sein Erbgut 1000fach zu kopieren. Jedoch ist der Kopiervorgang nicht perfekt. Bei jedem 10.000sten bis 100.000sten neu hergestellten Virus schleicht sich ein Fehler ein. Der Grund dafür ist, dass das Enzym, welches die RNA kopiert, nicht so genau arbeitet. So verändert sich das Erbgut der Viren ständig ein wenig, wodurch sich auch die Eiweiße auf den Hüllen der Erreger ändern. Dies wiederum verhindert, dass das Immunsystem schnell und effektiv gegen das Virus kämpfen kann und aus diesem Grund sind immer wieder regional begrenzte Grippewellen (Endemien) möglich, die sich zu einer Epidemie ausweiten können. Da das Virus sich meist aber nicht sehr stark geändert hat, besitzt ein Teil der Bevölkerung zumindest eine partielle Immunität, so dass sich eine solche Grippewelle dann nicht länderübergreifend ausbreitet (Pandemie).
Genetischer Shift: Austausch ganzer Genomteile
Grippeviren haben jedoch noch eine zweite, viel gefährlichere Strategie: Beim sogenannten Shift tauscht das Virus mit anderen Grippeviren ganze Stücke seines Genoms aus. Dabei kann es dem Erreger sogar gelingen, auf einen anderen Wirt überzuspringen, z.B. vom Vogel zum Menschen. Die Vorraussetzung dafür: Ein Mensch steckt sich gleichzeitig mit Vogelgrippe und menschlicher Grippe an. In einer einzigen Zelle wird dann das Erbgut zweier unterschiedlicher Viren kopiert – beim Zusammenbau der Viren kann es dann zur genetischen Vermischung kommen.
Vor diesem Szenario fürchten sich Virologen besonders. Denn ein solches Virus würde im schlechtesten Fall gleich zwei gefährliche Eigenschaften auf einmal vereinen: Die Tödlichkeit eines Vogelgrippevirus und die hohe Ansteckungsgefahr eines menschlichen Grippevirus. Eine länderübergreifende Ausbreitung wäre dadurch sehr viel leichter: Es könnte zu einer Pandemie kommen. Weitere Informationen zu „Shift und Drift“ der Grippeviren finden Sie hier.
