Wie das Coronavirus mit menschlichen Zellen kommuniziert
Nach wie vor sind bestimmte Mechanismen in der Interaktion zwischen menschlichen Zellen und dem Coronavirus nicht vollständig erforscht. Um die molekularen Interaktionen genauer untersuchen zu können, hat ein internationales Forschungsteam eine systematische Kontaktkarte zwischen menschlichen und viralen Proteinen erstellt.
Das Team wollte herausfinden, wie die Kontakte zwischen SARS-CoV-2 und dem menschlichen Wirt genau aussehen und auf welchen genetischen Unterschieden die Schwere einer Infektion beruht. Dafür untersuchten sie rund 450.000 Kombinationen aus 30 Virusproteinen und 17.500 menschlichen Proteinen in einem groß angelegten Forschungsprojekt. Die daraus entwickelte Kontaktkarte zeigt mehr als 200 direkte Proteininteraktionen, sogenannte „Contaktome“, zwischen Mensch und Virus. Die Ergebnisse wurden im Journal „Nature Biotechnology“ veröffentlicht.
Neue Verbindungen zwischen Virusproteinen und menschlichen Genen entdeckt
Bereits bekannt ist, dass genetische Unterschiede beim Menschen eine wesentliche Rolle für den Verlauf und die Schwere einer Corona-Erkrankung spielen. Bei genauer Betrachtung der neu gefundenen Contaktome konnten die Wissenschaftler:innen Verbindungen zwischen bestimmten viralen Proteinen und infektionsrelevanten menschlichen Genen aufspüren, die in anderen Studien mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit für einen schweren Krankheitsverlauf in Verbindung gebracht wurden. Die Forschenden konnten zeigen, dass wichtige Entzündungssignalwege direkt durch das Virus aktiviert werden. Diese Kontakte liefern eine potenzielle Erklärung für die überschießende Entzündungsreaktion bei schweren Verläufen von COVID-19.
Ansatzpunkte für neue Behandlungsmöglichkeiten
Die Contaktome beeinflussen nicht nur die menschlichen Zellen und das Immunsystem. Bestimmte Verbindungen wirken sich durch eine Interaktion auch auf die Vermehrung des Virus aus. Diese Interaktionen der Protein-Protein-Verbindungen in der systematischen Kontaktkarte offenbaren neue Zielstrukturen für therapeutische Möglichkeiten. So konnte beispielweise das menschliche Protein „USP25“ identifiziert werden. Die Hemmung dieses Proteins würde die Virusreplikation deutlich reduzieren. Die Kontaktkarte soll nun andere Wissenschaftler:innen dabei unterstützen, bestimmte Interaktionen genauer zu untersuchen und so neue Ansätze für Medikamente zu entschlüsseln.
Quellen:
- Kim, DK. et al.: A proteome-scale map of the SARS-CoV-2–human contactome. In: Nat Biotechnol, 10. Oktober 2022, doi.org/10.1038/s41587-022-01475-z
