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Humanes Immundefizienz-Virus (HIV)

Am Deutschen Primatenzentrum forschen die Wissenschaftler der Abteilungen Infektionsbiologie und Infektionsmodelle über HIV und SIV.

Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV) verursacht die Immunschwächeerkrankung AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome). HIV breitet sich seit den 1980er Jahren kontinuierlich aus und gilt als weltweite Epidemie (Pandemie). Durch Prävention und Fortschritte in der medikamentösen Behandlung stagniert die Zahl der Neuinfektionen in Mitteleuropa zwar und der Prozentsatz der Infizierten, bei denen AIDS ausbricht, verringert sich stetig, doch gleichzeitig steigt derzeit die Zahl der Neuinfektionen in Osteuropa. Eine HIV-Infektion ist nicht heilbar. AIDS zählt zu den zehn häufigsten Todesursachen weltweit.

Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind rund 34 Millionen Menschen weltweit mit den HI-Virus infiziert (WHO AIDS Report 2012). Nur gut die Hälfte der Infizierten hat Zugang zu sogenannten antiretroviralen Medikamenten, die den Ausbruch der Krankheit AIDS verzögern und die Ansteckung anderer Menschen, z.B. durch die Weitergabe des Virus von einer Mutter an ihr ungeborenes Kind, verhindern können. Das Hauptverbreitungsgebiet von AIDS ist heute die Sub-Sahara-Region in Afrika, in der 69 Prozent aller weltweit Infizierten leben.

Das HI-Virus unter dem Elektronenmikroskop
Das HI-Virus unter dem Elektronenmikroskop. Bild: Hans R. Gelderblom. Kolorierung: Andrea Schnartendorff/RKI

HIV wird durch Körperflüssigkeiten wie Blut, Sperma, Vaginalsekret, Muttermilch oder auch Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit übertragen, aber nicht durch Tränen, Speichel oder Schweiss. In diesen Körperflüssigkeiten ist nach heutigem Stand des Wissens die Viren-Konzentration zu gering für eine Übertragung.

Die Krankheit AIDS entsteht als Folge einer Infektion mit HI-Viren. Die HIV-Ausbreitung im Körper zerstört das Immunsystem und verursacht dadurch eine Reihe von Symptomen wie Tumore und Lymphknotenschwellungen sowie Infektionen mit zahlreiche Erregern, die in einem gesunden Menschen durch das Immunsystem erfolgreich bekämpft werden würden.

Eine Methode der HIV-Bekämpfung ist die kombinierte antiretrovirale Therapie (combined antiretroviral therapy, cART). Die cART wurde 1996 eingeführt und konnte die Sterblichkeitsrate bei Menschen, die damit therapiert wurden, in den ersten fünf Jahren nach der Infektion um 94% senken. cART ist eine Therapie, die verschiedene Medikamente kombiniert, um die Vermehrung der HI-Viren im Körper so weit zu unterdrücken, dass AIDS nicht ausbrechen kann. Für die Entwicklung dieser Kombinationstherapien spielten Tierversuche eher eine untergeordnete Rolle, weil eine Reihe von Medikamenten nur selektiv auf das menschliche Immundefizienzvirus wirken, das weder die üblicherweise verwendeten kleinen Labortiere noch nichtmenschliche Primaten zuverlässig infiziert.

Riesenzellansammlung im Lymphknoten
Eine Riesenzellansammlung im Lymphknoten eines Rhesusaffen, verursacht durch eine SIV-Infektion. Bild: Franz-Josef Kaup

HIV gehört zur Gruppe der komplexen Retroviren. Retroviren zeichnen sich durch eine Virushülle und ein einzelsträngiges RNA-Genom aus. Um eine Wirtszelle zu befallen, müssen Retroviren die Informationen ihres RNA-Strangs zunächst in ein DNA-Molekül umschreiben und dieses dann in das Genom der Wirtszelle integrieren.

Es gibt zwei Formen von HIV. Der HIV-1 Typ ist weltweit verbreitet und für die HIV/AIDS-Pandemie verantwortlich, während Infektionen mit HIV-2 hauptsächlich in West-Afrika beobachtet werden und sich durch einen weniger aggressiven Krankheitsverlauf auszeichnen.

Das HI-Virus wurde 1983 von drei Wissenschaftlern des Institut Pasteur in Paris entdeckt. Untersuchungen zum Ursprung von HIV führten zu verwandten Viren in afrikanischen Affen, den Affen-Immundefizienz-Viren (simian immunodeficiency virus, SIV). Man geht davon aus, dass SIV aus Schimpansen (SIVcpz) mehrfach auf den Menschen übertragen wurde und dass sich aus einem der übertragenen Viren die heute weltweit verbreiteten HIV-1 Viren der Gruppe M entwickelten. Die Übertragung fand wahrscheinlich in den 1930er Jahren in Kamerun statt und könnte auf die Jagd bzw. den Verzehr von Tieren zurückzuführen sein, die mit SIV infiziert waren. HIV-2 stammt dagegen von SIV aus Rußmangaben (SIVsm) ab, das ebenfalls mehrfach auf den Menschen übertragen wurde.  Die Infektion von asiatischen Makaken mit SIVsm verursacht eine AIDS-ähnliche Erkrankung in den Tieren und Viren, die aus diesen Tieren isoliert wurden, bezeichnet man als SIV von Makaken (SIVmac). Die experimentelle Infektion von Makaken mit SIVmac ist heute eines der wichtigsten Modellsysteme für die HIV-Infektion des Menschen.

Ein Rhesusaffe am DPZ
Rhesusaffen, die zur Gattung der Makaken gehören, sind das Haupttiermodell für die HIV/SIV-Forschung am DPZ. Foto: Anton Säckl

Die Forscher der Abteilung Infektionsmodelle untersuchen unter der Leitung von Dr. Christiane Stahl-Hennig unter anderem mögliche Impfstoffen gegen das humane Immundefizienzvirus. Mit Hilfe des Rhesusaffen (Macaca mulatta) als Tiermodell erforscht die Abteilung auch die Entstehung und Entwicklung der Krankheit AIDS und die Wirkung von vorbeugender Medikamenteneinnahme auf den Ausbruch der Krankheit. Kommt es bei den Affen zum Ausbruch von AIDS-Symptomen, werden die Tiere umgehend schmerzlos eingeschläfert, um ein Leiden zu verhindern. Weiterhin wird im Affenmodel untersucht, inwieweit die Verabreichung von vorbeugenden Medikamenten eine Infektion unterbinden kann. Die DPZ-Wissenschaftler arbeiten außerdem daran, zu bestimmen, welchen Einfluss genetische Wirtsfaktoren auf den Verlauf einer Infektion haben.

Die Abteilung Infektionsbiologie von Prof. Stefan Pöhlmann untersucht, wie das Virus in Wirtszellen eindringt. Eine zentrale Rolle beim Virus-Eintritt in Zellen spielt das virale Oberflächenprotein Env (envelope protein). Env erkennt Proteine auf der Oberfläche von Wirtszellen und vermittelt die Verschmelzung der Hülle des HI-Virus mit der Membran der zu infizierenden Zelle. Das Team der Abteilung Infektionsbiologie erforscht neuartige Hemmstoffe, die den Zelleintritt verhindern und möglicherweise zu Medikamenten entwickelt werden können. Außerdem interessiert sich das Team für die Frage, wie die Zusammensetzung der Glykanhülle des Env-Proteins die Schleimhautübertragung von HIV beeinflusst.  Zur Beantwortung dieser Fragestellungen arbeiten die Infektionsbiologen am DPZ mit dem SIV/Makaken-Modell, das die Forscher in Zusammenarbeit mit den Abteilungen Infektionsmodelle und Infektionspathologie einsetzen.

Weiterführende Links zum Thema HIV-Forschung

WHO Logo

Aktuelle Informationen zum Thema HIV und AIDS von der Weltgesundheitsorganisation.

Kompetenznetz

Das KompNet HIV/AIDS ist eines von derzeit 21 Kompetenznetzen in der Medizin, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert werden.

Hivera

Das vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung geförderte Netwerk ERA-NET "HIVERA" koordiniert Forschungsaktivitäten der beteiligten europäischen Länder im Bereich der HIV-Infektion.

Logo DZIF

Informationen zur HIV-Forschung des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF e.V.).

Abteilung Infektionsbiologie

Abteilung Infektionsmodelle

Aktuelle, wissenschaftliche Publikationen des DPZ über HIV und SIV

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