Norovirus-Infektion: Gallenkomponenten als Helfer

Eine neue Studie, die von Forschern des Baylor College of Medicine durchgeführt und in den „Proceedings der National Academy of Sciences“ veröffentlicht wurde, zeigt, dass humane Noroviren Zellen des Dünndarms dadurch infizieren, dass sie einen normalen zellulären Prozess – die Endozytose – gewissermaßen kapern und für ihre Zwecke nutzen.

Die Studie ergab, dass zwei in der Galle vorhandene Komponenten – Gallensäuren und Ceramide – für eine erfolgreiche Virusinfektion in einem Labormodell des menschlichen Dünndarms notwendig sind. Darüber hinaus berichten die Forscher erstmals, dass Gallensäuren auch die Endozytose im Dünndarm stimulieren. Die Ergebnisse stützen die weitere Untersuchung der Möglichkeit, die Norovirusinfektion durch Modulation der Gallensäure- und/oder Ceramidkonzentrationen zu verringern.

„Menschliche Noroviren dringen in Zellen des Dünndarms ein, wo sie sich vermehren und Magen-Darm-Probleme verursachen“, sagt die Ko-Erstautorin Victoria R. Tenge, Doktorandin für Molekulare Virologie und Mikrobiologie im Labor von Dr. Mary Estes. „Frühere Arbeiten aus unserem Labor haben gezeigt, dass bestimmte Stämme des Norovirus Galle benötigen. In der aktuellen Studie haben wir untersucht, welche Gallenkomponenten an der Förderung der Norovirus-Infektion beteiligt sind.”

Die Forscher arbeiteten mit humanen Enteroiden, einem Labormodell menschlicher Darmzellen, das die Eigenschaften des Dünndarms beibehält und physiologisch aktiv ist. „Mini-Därme, wie wir sie nennen, stellen genau das tatsächliche Dünndarmgewebe dar und unterstützen vor allem das Wachstum von Noroviren, sodass Forscher untersuchen können, wie dieses Virus Krankheiten verursacht“, erklärt Dr. Umesh Karandikar, Ko-Erstautor aus dem Estes-Labor.

Die Forscher entdeckten, dass Gallensäuren und Ceramide in der Galle für eine Virusinfektion notwendig waren. „Interessanterweise haben wir auch entdeckt, dass Gallensäuren den Prozess der Endozytose im Dünndarm stimulieren. Unsere Ergebnisse haben uns zu der Annahme veranlasst, dass Gallensäuren mit der Aktivierung der Endozytose eine Situation schaffen, die das Norovirus ausnutzt: Es reist gewissermaßen huckepack, dringt in die Zellen ein und repliziert sich anschließend, was zur Erkrankung führt“, berichtet die korrespondierende Autorin Dr. Mary K. Estes, Stiftungsprofessorin für Human- und Molekulare Virologie am Baylor College of Medicine und emeritierte Gründungsdirektorin des Texas Medical Center Digestive Diseases Center. „Die Gallensäure-induzierte Endozytose im Dünndarm wurde bisher nicht berücksichtigt.“

„Diese Strategie passt gut für ein durch Lebensmittel übertragenes Virus“, erklärt Ko-Erstautor Dr. Kosuke Murakami, der während des größten Teils dieses Projekts im Estes-Labor arbeitete. Derzeit ist er am Nationalen Institut für Infektionskrankheiten in Tokio tätig. „Wenn Menschen Nahrung zu sich nehmen, besteht die normale Reaktion des Körpers darin, Galle in den Dünndarm auszuschütten. Noroviren aus kontaminierten Nahrungsmitteln nutzen diese natürliche Körperreaktion, um in Zellen des Dünndarms einzudringen, sich zu vermehren und Krankheiten zu verursachen.“

Die Arbeit mit Mini-Därmen habe nicht nur neue Einblicke darin geboten, wie das Norovirus Erkrankungen verursacht, sondern habe auch auch Einzelheiten über den grundlegenden biologischen Prozess der Endozytose im Dünndarm geliefert, über den zuvor noch nicht berichtet worden war, schreiben die Forscher. „Unsere Ergebnisse legen die Möglichkeit nahe, dass eine Modulation der Menge an Gallensäuren und/oder Ceramid zu einer Reduzierung von Norovirus-Infektionen führen könnte“, betont Tenge. „Diese Strategie könnte besonders hilfreich sein bei Menschen, die seit Monaten oder sogar Jahren an Norovirus-Infektionen leiden“, ergänzt Karandikar.