Neue Viren

Aufgrund der Nutzung natürlicher Ressourcen, weltweiter Reisetätigkeit, Klimawandel und anderen Faktoren werden ständig neue Viren (emerging viruses) in die Bevölkerung eingetragen. Diese Viren werden häufig von Tieren auf den Menschen übertragen (Zoonose) und können schwere Erkrankungen verursachen, da sie nicht an den Menschen als Wirt angepasst sind. Nicht-menschliche Primaten (NHP) können bei der zoonotischen Übertragung neuer Viren eine bedeutende Rolle spielen und dienen als wichtige Modellsysteme für das Verständnis der viralen Pathogenese und für die Entwicklung von Therapeutika und Impfstoffen.

Das Lassa-Virus ist ein hochpathogenes Arenavirus, das in Afrika von Nagern auf den Menschen übertragen wird und jährlich für mehrere tausend Todesfälle verantwortlich ist. Das lymphozytäre Choriomeningitis Virus (LCMV) wird auch von Nagern auf den Menschen übertragen. Im Gegensatz zum Lassa-Virus ist LCMV jedoch weltweit verbreitet und die Infektion löst normalerweise keine schwere Erkrankung aus. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass LCMV für Schwangere bzw. deren ungeborene Kinder eine Gefahr darstellen kann. Außerdem wurden tödlich verlaufenden Infektionen mit LCMV und dem eng verwandten Dandenong-Virus bei immunsupprimierten Personen beobachtet. Schließlich führt die Übertragung von LCMV auf Weißbüschelaffen immer wieder zu Ausbrüchen einer tödlich verlaufenden Hepatitis. Die bekannten LCMV-Isolate weisen eine hohe Sequenzdiversität auf. Es ist jedoch nicht bekannt, ob sich nur bestimmte LCMV-Varianten für schwere Erkrankungen in Tier und Mensch verantwortlich sind. Diese Frage wird von Dr. Markus Hoffmann untersucht.

Das Ebola-Virus verursacht eine schwere und häufig tödlich verlaufende Krankheit in Menschen und NHP. Ebola-Ausbrüche haben Schimpansen- und Gorilla-Bestände stark dezimiert und die Ebola-Epidemie in West Afrika in den Jahren 2014-2016 hat mehr als 10.000 Menschenleben gefordert. Für die Entwicklung von Schutzmaßnahmen sind NHP von zentraler Bedeutung, denn sie stellen das wichtigste Tiermodell für die Ebola-Virus Infektion des Menschen dar. Frau Dr. Hofmann-Winkler und Herr Dr. Hoffmann untersuchen, wie Ebola-Viren in Zellen von NHP und Mensch eindringen und wie sie sich gegen die Interferon-Antwort des Wirtes schützen. Für diese Arbeiten werden Surrogatsysteme eingesetzt, die es erlauben, die virale Vermehrung zu analysieren, ohne mit infektiösen Ebola-Viren arbeiten zu müssen.

Ein weiterer Fokus unserer Arbeiten liegt auf dem Middle East Respiratory Syndrome-Coronavirus (MERS-CoV). Das MERS-CoV wird von Kamelen auf den Menschen übertragen und stellt insbesondere im Nahen Osten eine Gesundheitsgefahr dar. Durch Flugreisen kann das Virus jedoch weltweit verbreitet werden und schwere MERS-Ausbrüche auslösen, insbesondere in Krankenhäusern. Das MERS-CoV wird durch die zelluläre Protease TMPRSS2 in eine infektiöse Form überführt. Wir erforschen daher, ob die Effizienz der TMPRSS2-Nutzung Voraussagen zur Übertragbarkeit und damit zum pandemischen Potenzial erlauben. Außerdem untersuchen wir, ob TMPRSS2-Inhibitoren zur Therapie von MERS eingesetzt werden können. Dazu werden wir, sobald die S3-Tiereinheiten am DPZ verfügbar sind, ein Callithrix jacchus-basierendes Infektionsmodell implementieren. Dabei handelt es sich um das gegenwärtig einzige Tiermodell, das den tödlichen Verlauf einer MERS-CoV-Infektion im Menschen abbildet, ohne dass das Virus an den Wirt adaptiert bzw. der Wirt genetisch modifiziert werden müsste.

Ausgewählte Publikationen

Kleine-Weber H., M.T. Elzayat , L. Wang, B.S. Graham, M.A. Müller, C. Drosten, S. Pöhlmann and M. Hoffmann. Mutations in the spike protein of MERS-CoV transmitted in Korea increase resistance towards antibody-mediated neutralization. J Virol In press

Hoffmann M., I. Nehlmeier, C. Brinkmann, V. Krähling, L. Behner, A.S. Moldenhauer, N. Krüger, J. Nehls, M. Schindler, T. Hoenen, A. Maisner, S. Becker and S. Pöhlmann. Tetherin inhibits Nipah virus but not Ebola virus replication in fruit bat cells. J Virol In press

Guo Y., I. Nehlmeier, E. Poole, C. Sakonsinsiri, N. Hondow, A. Brown, Q. Li, S. Li, J. Whitworth, Z. Li, A. Yu, R. Brydson, W.B. Turnbull, S. Pöhlmann and D. Zhou. Dissecting Multivalent Lectin-Carbohydrate Recognition Using Polyvalent Multifunctional Glycan-Quantum Dots. J Am Chem Soc. 2017 doi: 10.1021/jacs.7b05104.

Hoffmann M., L. Crone, E. Dietzel, J. Paijo, M. González-Hernández, I. Nehlmeier, U. Kalinke, S. Becker and S. Pöhlmann. A Polymorphism within the Internal Fusion Loop of the Ebola Virus Glycoprotein Modulates Host Cell Entry. J. Virol. 2017 13;91(9).

Brinkmann C., I. Nehlmeier, K. Walendy-Gnirß, J. Nehls, M. González Hernández, M. Hoffmann, X. Qiu, A. Takada, M. Schindler and S. Pöhlmann. The Tetherin Antagonism of the Ebola Virus Glycoprotein Requires an Intact Receptor-Binding Domain and Can Be Blocked by GP1-Specific Antibodies. J. Virol. 2016 90(24):11075-11086. IF:4.7.

Hofmann-Winkler H., K. Gnirß, F. Wrensch and S. Pöhlmann. Comparative Analysis of Host Cell Entry of Ebola Virus From Sierra Leone, 2014, and Zaire, 1976. J Infect Dis. 2015 212 S172-80.