Derzeit nur geringe Pandemiegefahr durch Vogelgrippevirus

Wie sich das Virus genau verändern müsste, um eine menschliche Pandemie auszulösen, ist natürlich nicht bekannt. Aber es gibt gewisse Vorstellungen. Denn Vieles lässt sich aus heute umstrittenen Experimenten ableiten, die vor mehr als einem Jahrzehnt durchgeführt wurden. Damals veränderte man einen früheren H5N1-Stamm durch zielgerichtete Mutagenese so, dass er sich effizienter zwischen Frettchen verbreiten konnte.

Solche sogenannten Gain-of-Function-Experimente sind heute nicht mehr erlaubt. Aber es gibt auch andere Möglichkeiten, einer genetischen Anpassungsstrategie auf die Schliche zu kommen. Als beispielsweise 2014 ein anderer Subtyp der Vogelgrippe, das H10N7-Virus, Robben in Europa befiel, sequenzierten Forschende das Virus zu verschiedenen Stadien im Laufe dieses Adaptationsprozesse. Hierbei zeigte sich, dass dazu vor allem Mutationen in der RNA-Polymerase PB2 erforderlich sind. Dieses Enzym verwendet das Virus als Replikationsenzym. Damit es effizient funktioniert, muss aber ein intrazelluläres Wirtsprotein kooptiert werden. Bei H5N1 klappt das derzeit gut mit einem Faktor, den Vogelzellen produzieren, nicht jedoch mit dem Äquivalent in Säugerzellen.

Die erforderliche Mutation E627K wurde zwar bei dem aktuell zirkulierenden Vogelgrippevirus bereits mehrfach beobachtet, etwa bei infizierten Füchsen und bei einer Robbe aus Neuengland. Alleine reicht sie aber nicht aus, um eine Anpassung an den Menschen zu bewerkstelligen. Wichtig sind auch mehrere Veränderungen in dem Gen, das für das Hämagglutinin kodiert, mit dem sich das Virus Zugang in eine Zelle verschafft.

Hämagglutinin bindet an Kohlenhydratstrukturen auf der Oberfläche der Wirtszellen. Diese Kohlenhydrate unterscheiden sich bei Vögeln und Säugetieren deutlich. Denkbare Anpassungen an die Kohlenhydrat-Bindungspartner auf Säugerzellen wären die Mutationen Q226L und G228S. Aber vor allem die G228S-Mutation ist tricky. Hier müssen zwei Nukleotide ausgetauscht werden, um einen Wechsel von Glyzin nach Serin zu kodieren. »Das ist viel seltener als ein einzelner Nukleotidaustausch«, erläutert der Virologe Dr. Thomas Peacock vom Imperial College in London.

Eine weitere entscheidende Hämagglutinin-Änderung wäre wohl erforderlich, um eine Virusübertragung über die Luft zu gewährleisten. Damit die Viren in Zellen eindringen können, ist eine pH-abhängige Strukturänderung des Hämagglutinins im sauren Milieu der Vesikel erforderlich, über die das Virus aufgenommen wird. Im Wasser hat das Hämagglutinin auf Vogelviren typischerweise kein Problem damit. Aber in der Luft schrumpfen Feuchtigkeitströpfchen, in denen die Grippeviren enthalten sind, sodass dieser Prozess nicht mehr funktioniert, erklärt die Professorin Dr. Seema Lakdawala von der Emory University, die die Übertragung von Krankheitserregern durch die Luft untersucht.

Und wahrscheinlich ist mindestens auch noch eine vierte Mutation erforderlich, um H5N1 in ein Pandemievirus zu verwandeln, glaubt zumindest Beer. Nach seiner Meinung müsse sich das Virus vor einem intrazellulären Protein namens MxA »verstecken« können. MxA warnt das Immunsystem vor einer Influenzainfektion, wenn es das Nukleoprotein des Virus erkennt. Um diesen Alarm zu verhindern, muss das Nukleoprotein in eine Form mutieren, die das menschliche MxA nicht erkennen kann.