Schwangerschaft: Wie das Zika-Virus die Plazenta infizieren kann

US-Forscher berichten in einer aktuellen Studie über eine Strategie, mit der sich das Zika-Virus während der Schwangerschaft heimlich in Plazentazellen ausbreiten kann und dabei das Immunsystem kaum alarmiert.

Eine Infektion mit dem Zika-Virus in der Schwangerschaft kann zu neurologischen Störungen, fötalen Anomalien und dem Tod des Fötus führen. Bislang war nicht klar, wie es dem Virus gelingt, die Plazenta zu überwinden, die den sich entwickelnden Fötus ernährt und eine starke Barriere gegen Mikroben und Chemikalien bildet, die dem Fötus schaden könnten, erklären die Autoren eigangs.

Die Forscher des Baylor College of Medicine, USA, entdeckten, dass das Zika-Virus unterirdische Tunnel baut, eine Reihe winziger Röhren, die sogenannten Tunneling Nanotubes, die die Übertragung von Viruspartikeln auf benachbarte, nicht infizierte Zellen erleichtern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Bildung winziger Tunnel

„Wir entdeckten, dass die Bildung dieser winzigen Tunnel ausschließlich von einem Zika-Protein namens NS1 angetrieben wird“, berichtet Erstautor Dr. Rafael T. Michita. „Wenn Plazentazellen dem NS1-Protein des Zika-Virus ausgesetzt werden, löst dies die Bildung von Tunneln aus. Wenn sich die Tunnel entwickeln und benachbarte Zellen miteinander verbinden, öffnet sich ein Weg für das Virus, in neue Zellen einzudringen“, fügt er hinzu.

„Zika ist das einzige Virus in seiner Familie, zu der unter anderem Dengue- und West-Nil-Viren gehören, dessen NS1-Protein die Bildung von Tunneln in verschiedenen Zelltypen auslöst“, erklärt Michita und fährt fort: „Andere Viren, die mit Zika nicht verwandt sind, wie HIV, Herpes, Influenza A und SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, können ebenfalls winzige Tunnel in Zellen bilden, die sie infizieren, und diese Tunnel zur Ausbreitung auf nicht infizierte Zellen nutzen. Dies ist das erste Mal, dass das Tunneln durch eine Infektion mit dem Zika-Virus in Plazentazellen nachgewiesen wurde.“

Transport von RNA, Proteinen und Mitochondrien

Interessanterweise ermöglichten die winzigen Röhren nicht nur den Transport von Viruspartikeln, sondern auch von RNA, Proteinen und Mitochondrien von infizierten zu benachbarten Zellen. „Wir vermuten, dass der Transport von Mitochondrien durch die Tunnel den virusinfizierten Zellen einen Energieschub geben könnte, der die Virusreplikation fördert“, erläurter Co-Autor Long B. Tran.

„Wir zeigen auch, dass die Reise durch die winzigen Tunnel dem Zika-Virus möglicherweise helfen kann, die Aktivierung groß angelegter antiviraler Reaktionen zu vermeiden, wie z. B. die Interferon-Lambda (IFN-Lambda)-Abwehr durch die Plazenta“, kommentiert dazu Michita. Und: „Mutierte Zika-Viren, die keine winzigen Tunnel bilden, induzieren eine robuste antivirale IFN-Lambda-Reaktion, die möglicherweise die Ausbreitung des Virus begrenzen kann.“

Vorbereitung einer Plazenta-Infektion

Insgesamt zeigen die Forscher, dass das Zika-Virus eine Tunnelstrategie anwendet, um die Infektion in der Plazenta „heimlich“ zu verbreiten und gleichzeitig Mitochondrien zu kapern, um seine Ausbreitung und sein Überleben zu fördern. „Wir vermuten, dass diese Strategie das Virus auch vor der Immunreaktion schützt“, sagt Co-Autorin Dr. Indira Mysorekar abschließend.