Viren können sich schneller verbreiten, als es für möglich gehalten wird, wenn sie von Zelle zu Zelle gehen und dabei bereits infizierte Zellen auslassen, haben Wissenschaftler entdeckt.
Im Gegensatz zu Bakterien enthalten Viren nicht die gesamte Maschinerie, die zum Replizieren erforderlich ist, und sie leihen sich wie Parasiten von anderen Zellen. Es wurde angenommen, dass sich Viren ausbreiten, indem sie in eine Zelle eindringen, sich dort replizieren und dann freigesetzt werden, um neue Zellen zu infizieren. Die Ausbreitungsrate eines Virus würde daher durch die Geschwindigkeit, mit der es sich in jeder Zelle replizieren könnte, begrenzt.
Ein Virus namens Vaccinia breitet sich jedoch viermal schneller aus, als es für möglich gehalten wurde.
Das Virus springt an Zellen vorbei, die bereits infiziert sind, um nicht infizierte Zellen schneller zu erreichen. Dabei wurden neue mikroskopische Videos der Zellen sichtbar.
"Dies ändert grundlegend unser Denken über die Verbreitung von Viren", sagte der leitende Forscher Professor Geoffrey L. Smith vom Imperial College London. "Um zu verstehen, wie sich Viren verbreiten, ist es wichtig, Strategien zu entwickeln, um die Verbreitung zu blockieren und dadurch Krankheiten zu verhindern."
Direkt nachdem Vaccinia eine Zelle infiziert, exprimiert es zwei virale Proteine auf der Zelloberfläche, was die Zelle als infiziert markiert. Wenn weitere Viruspartikel die infizierte Zelle erreichen, bewirken diese Proteine, dass die Wirtszelle schlangenartige Projektionen, sogenannte "Aktinschwänze", ausstößt, die die Viruspartikel in Richtung anderer Zellen treiben, die sie infizieren können. Die Partikel prallen so von einer Zelloberfläche zur anderen, bis sie auf einer nicht infizierten Zelle landen.
In der Studie verhinderten die Forscher, dass das Vaccinia-Virus in den frühen Stadien der Zellinfektion die zur Herstellung der Aktinschwänze benötigten Proteine bildet, und zeigten, dass dies die Ausbreitung des Virus dramatisch verlangsamte. Unter normalen Bedingungen breitete sich Vaccinia alle 1,2 Stunden über eine Zelle aus, die alle fünf bis sechs Stunden auf eine Zelle verlangsamt wurde.
Die Entdeckung könnte Wissenschaftlern letztendlich ermöglichen, neue antivirale Medikamente zu entwickeln, die auf diesen neu entdeckten Ausbreitungsmechanismus abzielen. Andere Viren, wie das Herpes-simplex-Virus, das Fieberbläschen verursacht, können denselben Mechanismus verwenden, stellen die Wissenschaftler fest.
Die vom Medical Research Council finanzierte Arbeit ist in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 22. Januar detailliert beschrieben.
Viren breiten sich schnell aus, indem sie von zelle zu zelle springen und bereits infizierte zellen überspringen.