Ein Virus beschädigt die Tore des Zellkerns und schädigt Motoneuronen
Ein weit verbreitetes Atemwegsvirus kann bei manchen Kindern Motoneuronen schwer schädigen. Neue Forschung zeigt, wie: Es greift die Eingangsschleusen des Zellkerns an. Derselbe Mechanismus spielt auch beim Altern von Nervenzellen eine Rolle.
Enterovirus D68 (EV-D68) löst normalerweise Atemwegserkrankungen aus. Bei einem Teil der infizierten Kinder führt es jedoch zur akuten schlaffen Myelitis (AFM), einem schwerwiegenden Krankheitsbild, bei dem Motoneuronen versagen und Muskeln gelähmt werden. Forschende wollten verstehen, warum das Virus Motoneuronen so selektiv ins Visier nimmt.
Ihr Fokus lag auf dem Kernporenkomplex (NPC): einer Struktur in der Membran, die den Zellkern umgibt und kontrolliert, was ein- und ausgeführt wird. Der NPC funktioniert gewissermaßen wie eine Zollabfertigung der Zelle. Die in eLife veröffentlichte Studie zeigt, dass ein spezifisches Protein von EV-D68, die 2A-Protease, diesen Porenkomplex beschädigt, indem sie zwei seiner Bestandteile direkt zerschneidet: Nup98 und POM121.
Verbindung zum Altern von Nervenzellen
Die Bedeutung dieser Entdeckung reicht weit über die AFM-Behandlung hinaus. Störungen im Kernporenkomplex werden auch mit neurodegenerativen Erkrankungen wie ALS (amyotrophe Lateralsklerose) in Verbindung gebracht. Im Verlauf des Alterns versagen oder zerfallen NPC-Strukturen zunehmend. Der Mechanismus, den EV-D68 ausnutzt, ähnelt Prozessen, die auch beim normalen Altern von Nervenzellen eine Rolle spielen.
Die Forschenden testeten zudem einen möglichen Schutzeingriff. Ein Hemmstoff namens Telaprevir reduzierte die Toxizität der 2A-Protease gegenüber Motoneuronen, ohne die virale Replikation vollständig zu blockieren. Das deutet darauf hin, dass die Protease unabhängig vom Virus selbst Schäden verursacht.
Ansätze für neue Therapien
Die Erkenntnis, dass die 2A-Protease eigenständig toxisch auf Motoneuronen wirkt, eröffnet einen potenziellen therapeutischen Angriffspunkt – sowohl für AFM als auch für weiter gefasste Formen der Motoneuronendegenerierung. Ob Telaprevir oder ähnliche Verbindungen klinisch eingesetzt werden können, muss noch weiter untersucht werden. Die Studie basiert auf Zellmodellen und aus Stammzellen gewonnenen Neuronen, nicht auf klinischen Patientendaten.