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Herr Greber, seit wann gibt es Erkältungsviren?
Prof. Dr. Urs Greber: Von den Erkältungsviren, den sogenannten Rhinoviren, die vor allem die Nase infizieren, gibt es mehr als 150 verschiedene Typen. Man teilt sie in die Spezies A, B und C ein. Von A und B wissen wir nicht genau, wann sie zum ersten Mal im Menschen aufgetreten sind. Die C-Rhinoviren, die vor einigen Jahren entdeckt wurden, haben sich wahrscheinlich vor etwa 8000 Jahren von den A- und B-Viren abgetrennt. Dies hat eine Studie kürzlich gezeigt.
Wie findet man so etwas heraus?
Damit Viren an menschliche Zellen andocken können, braucht es an der Zelloberfläche spezielle Rezeptormoleküle. Für die Rhinoviren sind drei verschiedene Rezeptoren bekannt. Um als Rezeptor zu wirken, muss ein Eiweissmolekül auf der Zelloberfläche vorhanden sein. Ob sich ein Eiweissmolekül vorwiegend an der Zelloberfläche oder im Zellinnern aufhält, hängt von seiner Aminosäurensequenz ab. Die Aminosäurensequenz wird durch Mutationen im Erbgut verändert. Die meisten Menschen in Europa haben eine bestimmte Mutation im Rezeptor für die Rhinoviren C. Diese Mutation bewirkt, dass sich weniger C-Rezeptoren an der Zelloberfläche aufhalten als in normalen Zellen. Zellen, die geringe Mengen des Rezeptors auf ihrer Oberfläche tragen, sind weniger empfindlich für Rhinoviren C als Zellen mit vielen Rezeptoren. Forscher haben durch genetische Untersuchungen herausgefunden, dass diese Mutation des C Rezeptors beim Menschen vor etwa 7000 Jahren zum ersten Mal vermehrt aufgetreten ist. Die Forscher vermuten deshalb, dass das Virus vor 7000 bis 8000 Jahren eine tödliche Gefahr für die Menschen war und dass die Träger der Rezeptormutation eine bessere Überlebenschance hatten als die Nicht-Träger dieser Mutation.
Viren
Viren sind keine Lebewesen. Sie bestehen aus Erbinformation (DNA oder RNA), verpackt in einer Eiweisshülle (Kapsid). Manche Viren sind mit einer Fetthülle bedeckt. Viren haben keinen Stoffwechsel, nehmen also keine Nahrung auf und scheiden keine Stoffe aus. Viren können sich nicht selber vermehren. Um sich ausbreiten zu können, brauchen sie einen Wirt, genauer gesagt eine Wirtszelle.
Die kleinsten Viren sind etwa 20 Nanometer im Durchmesser, die grössten messen rund 14 000 Nanometer. Ein Nanometer ist ein Millionstel eines Millimeters. Zum Beispiel hätten auf einem Nagelkopf etwa 500 Millionen Rhinoviren von 30 Nanometern Grösse nebeneinander Platz.
Können Erkältungsviren auch aussterben?
Warum sollten sie? Viren haben keine Feinde. Gut, manche vertragen UV-Licht und gewisse Chemikalien nicht so gut, und ab und zu greift sie das Immunsystem an. Ansonsten jedoch behelligt sie wenig. Und sie kommen in unvorstellbar grossen Mengen vor. In einem Liter Meerwasser sind beispielsweise etwa so viele Viren vorhanden, wie es Menschen auf der ganzen Welt gibt, also zirka 7 Milliarden.
Viren brauchen aber einen Wirt, um zu überleben. Oder?
Das ist richtig, Viren brauchen die Zellen des Wirts, um sich zu vermehren. Zudem halten es manche Viren sehr lange ohne Wirt aus, insbesondere solche ohne Fetthülle, wie beispielsweise Polioviren, die sehr resistent sind. Rhinoviren gehören zur gleichen grossen Familie wie die Polioviren.
Weiss man, warum es Erkältungen überhaupt gibt?
Das ist eine sehr schwierige Frage. Die Wissenschaft kann solche «Warum-Fragen» oft nicht beantworten, wir wissen schlicht zu wenig über unsere Vergangenheit.
Wird eigentlich viel an Erkältungsviren geforscht?
Die Forschung an den Rhinoviren ist intensiv. Ein Medikament gegen die Rhinoviren wäre sehr wichtig, insbesondere für Menschen mit Lungenkrankheiten oder für Asthmatiker. Doch die Forschung an Viren ist nicht einfach. Es geht um schwierige Zusammenhänge zwischen Wirt und Erreger, um vielfältige Botenstoffe und um das Immunsystem. Das können wir oft nicht im Reagenzglas beobachten, dazu brauchen wir Tiermodelle. Mäuse sind jedoch schlecht geeignet für Rhinovirenforschung, weil sie von den menschlichen Rhinoviren nicht befallen werden und keine gewöhnliche Erkältung bekommen. Affen wären ein besseres Modell, doch Versuche mit Primaten, die ähnliche Krankheitssymptome zeigen wie die Menschen, sind sehr aufwendig.
Urs Greber ist Professor für Molekulare Biologie an der Universität Zürich. Er studierte Experimentelle Biologie an der ETH, promovierte mit dem Doktorat in Biotechnologie der ETH. Danach war er während 7 Jahren in den USA als Wissenschafter tätig, zunächst am Scripps Forschungsinstitut in La Jolla, Kalifornien, und danach an der Yale Universität in New Haven, Gliedstaat Connecticut. Heute leitet er eine Gruppe von 15 Wissenschaftern und Studenten und untersucht die Frage, wie menschliche Viren die Zellen der Atemwege krank machen.
Ist ein Medikament gegen Erkältung schon in Sicht?
Ich komme gerade von einem Meeting (Anm.: Das Gespräch fand Mitte Juni 2018 statt). Dort habe ich nichts Entsprechendes gesehen, das bald eine Heilung der Erkältung bringen würde. Aber weltweit sind viele Forscher damit beschäftigt, ein Medikament zu entwickeln. Dabei gibt es drei Strategien. Die eine ist, einen chemischen Stoff gegen das Virus selber zu finden, ein antivirales Mittel. Das Problem ist, dass Viren relativ schnell resistent gegen solche Medikamente werden. Man bräuchte also einen ganzen Cocktail von Stoffen, wie es heute schon bei der HIV-Therapie der Fall ist. Die zweite Strategie ist, gegen die Wirtszellen vorzugehen, so wie es auch in der Krebsforschung versucht wird. Und der dritte Ansatz ist, einen Impfstoff gegen die Rhinoviren zu entwickeln.
Und warum gibt es gegen eine Erkältung keine Impfung?
Das ist Gegenstand intensiver Forschung. Gegen Polioviren beispielsweise kann man impfen, nicht aber gegen Erkältungsviren, obwohl die Polio- und Rhinoviren einander sehr ähnlich sind. Der Hauptgrund für den unterschiedlichen Impferfolg bei Rhino- und Polioviren liegt nicht etwa in der Unfähigkeit der Forscher, sondern darin, dass die Rhinoviren einen genetischen Trick verwenden, um ihre Oberfläche ständig zu verändern, und so dem Immunsystem entwischen.
Gibt es Menschen, die von Natur aus immun gegen Erkältungen sind?
Manche Menschen haben eine Mutation, die sie vor HI-Viren schützt. Das wäre auch bei Rhinoviren theoretisch vorstellbar. Allerdings ist die Chance extrem klein, dass ein Mensch vor allen Rhinoviren gleichzeitig geschützt ist.
Zwei bis drei Erkältungen pro Jahr macht ein Erwachsener im Schnitt durch. Warum wird man nicht irgendwann immun gegen alle Erkältungsviren?
Es gibt mehr als 150 verschiedene Erkältungsviren, und die Evolution dieser Viren wird nie abgeschlossen sein. Das heisst, es entstehen laufend neue Rhinoviren.
Kann man sich selber immer wieder mit demselben Virus anstecken, indem man zum Beispiel immer dasselbe Stofftaschentuch verwendet?
Das ist eher unwahrscheinlich. Die Immunität gegen das Virus wird während der Erkältung aufgebaut, das geht relativ schnell.
Sind Kinder häufiger erkältet als Erwachsene, weil ihr Immunsystem noch nicht so gut «trainiert» ist?
Kinder haben tatsächlich relativ weniger Kreuzimmunität aus früheren Infektionen als Erwachsene. Erinnerungszellen, die Antikörper produzieren, sind noch nicht vorhanden. Aber ich denke, das hat auch mit dem Verhalten von Kindern zu tun. Sie passen weniger auf, achten nicht so auf Hygiene. Ausserdem können die Symptome stärker sein. Vor allem bei Babys. Sie müssen durch die Nase atmen, während sie trinken. Ist die Nase verstopft, stört sie das viel mehr, als es einen Erwachsenen stören würde. Dieser atmet einfach durch den Mund.
Warum ist man im Winter häufiger erkältet als im Sommer?
Rhinoviren fühlen sich bei ungefähr 33 Grad Celsius am wohlsten. Im menschlichen Körper mit seinen durchschnittlichen 37 Grad ist es aber wärmer. In der Nase liegt die Temperatur jedoch ziemlich genau bei 33 Grad. Ist die Luft draussen kälter, ist nicht mehr nur die Nase kühler als der restliche Körper, sondern auch die tiefer gelegenen Teile der Atemwege. Die Viren können also tiefer eindringen. Dazu kommt, dass die menschlichen Zellen bei tieferen Temperaturen weniger Interferon produzieren. Interferon sind Proteine, die vor Infektionen schützen. Gibt es weniger davon, ist die Ansteckungsgefahr grösser.
Und was tun Sie, wenn Sie erkältet sind?
Inhalieren, dem Körper Feuchtigkeit und Wärme geben.
- Quellen
Prof. Dr. Urs Greber
Karin Escher, Claudia Hörler, Julia Patzen-Tscharner: «Pharmakologie/Pathophysiologie», Lehrmittel Drogistin EFZ / Drogist EFZ, Careum Verlag, 2012
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