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Viren

Einfacher Aufbau - hohe Angriffslust

Wettläufe gegen Viren verlaufen kaum auf Augenhöhe. Viren sind sehr wandlungsfähig und daher schwer auszurechnen. Die Ursache für ihre enorm hohe Fähigkeit, sich zu verändern, liegt in ihrem stark vereinfachten Aufbau: Viren bestehen gerade einmal aus einer Proteinhülle (Eiweißhülle), die die Erbinformation enthält. Die Erbinformation kann je nach Virustyp aus DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonukleinsäure) bestehen und einstrangig oder doppelstrangig vorliegen. Kleinere Viren besitzen nur vier Gene, größere können einige Hundert aufweisen.

Bemerkenswert ist: Ein eigener Stoffwechsel fehlt Viren. Genau diese Tatsache lässt viele Forscher daran zweifeln, dass es sich bei ihnen um Lebewesen handelt. Lebewesen sind selbstständig überlebensfähig und können fruchtbare Nachkommen erzeugen - das jedenfalls fordern die weitläufigen Definitionen. Viren sind ohne Stoffwechsel nicht eigenständig, und um sich zu vermehren, müssen sie zwingend lebende Zellen befallen - zumindest das ist sicher. Daher haben Viren eine enorm hohe Angrifflust. Sie wird von ihrem reduzierten Aufbau unterstützt: Mutationen entstehen in erstaunlich kurzer Zeit und können die auf vorherige Virusformen eingestellten Abwehrsysteme überlisten.

Feindliche Übernahme

Erst ein Blick in den Nanokosmos verrät, wie Viren arbeiten. Das Virus mit dem Namen "Phage T4" etwa ist nur rund 50 Nanometer groß. 20.000 dieser Winzlinge in eine Reihe gelegt ergeben gerade die Länge von einem Millimeter.

Phagen, auch Bakteriophagen genannt, befallen Bakterien und sind gut erforscht. Der "Phage T4" greift unser Darmbakterium Escherischia Coli (E. coli) an. Um sich zu vermehren, schmuggelt er sich äußerst wirksam in dessen Schaltzentrale ein: Wie eine kleine Mondlandesphäre dockt das Virus zunächst an sein Opfer an. Es erkennt das Bakterium mithilfe seiner fadenförmigen Ausläufer, den Schwanzfibern. Damit heftet sich das Virus an bestimmte Rezeptoren der Zelloberfläche wie ein Karabiner, der sich einhakt. Mit seinem zentralen Eiweißstift bohrt das Virus ein Loch in die Zellwand. Ist der Weg frei, drückt sich der Stift zusammen. Dabei schiebt er die Virus-DNA aus der köpfchenähnlichen Eiweißhülle in das Bakterium. Der Einstieg in das fremde Reich ist erfolgt.

Nun macht sich der Eindringling über die zelluläre Schaltzentrale her, die bakterielle DNA wird zerlegt. Der Stoffwechsel wird übernommen und umprogrammiert, er produziert nur noch Phagen-Proteine. Die zerschnittene DNA des Bakteriums wird genutzt, um Kopien der eigenen Erbmasse herzustellen. Im Innern der Zelle reichern sich neue Phagen an. Dann werden spezielle Proteine angehäuft, die die Zellwand von E. coli auflösen. Das Bakterium schwillt auf und platzt. Die produzierten Phagen werden frei - und greifen weitere Zellen an.

Phagen haben eine weitere tückische Form der Übernahme entwickelt: Sind sie einmal in die Erbinformation der Wirtszelle eingedrungen, wird diese nicht zerstört, sondern die eigene Erbmasse wird einfach darin eingebaut. So getarnt vermehrt sich das Virus mit jeder Teilung der Wirtszelle. Zwischendurch werden einzelne Viren wieder frei, indem sie wie "Phage T4" ihren Wirt zerstören.

Bei den beiden beschriebenen Varianten handelt es sich um grundsätzliche Formen einer Virusinfektion. Tierische Viren haben gegen die ausgeklügelten Immunsysteme ihrer Opfer noch vielschichtigere Vermehrungsmethoden hervorgebracht.

Antibiotika helfen nicht

Viren können Tiere, Menschen, Pflanzen und Pilze befallen. Ihre Vorgehensweise ist tückisch. Masern, Mumps, Röteln und Tollwut gehören für uns zu den harmloseren Krankheiten. Heikle Infektionen sind etwa Grippe, Hepatitis, Ebola, SARS oder Schweinegrippe. Antibiotika helfen nicht gegen Viren, nur gegen Bakterien. Ihre Wirkung richtet sich gegen Stoffwechselaktivität. Da aber Viren keinen eigenen Stoffwechsel besitzen, können Antibiotika sie nicht bekämpfen. Virusinfektionen sollen mithilfe von Impfungen verhindert werden. Ist aber noch kein wirksamer Impfstoff erforscht, muss das körpereigene Immunsystem bei einer Infektion selbst mit den Eindringlingen fertig werden. Schlägt der Organismus den Eindringling erfolgreich zurück, ist er von diesem Moment an immun gegen das Virus. Gelingt es ihm nicht, dann breiten sich in dem stark geschwächten Körper auch bakterielle Keime aus. Gegen diese helfen oft noch Antibiotika.

Alarm für das Abwehrsystem

Virenattacken versetzen unseren Körper in höchste Alarmbereitschaft. Das Abwehrsystem setzt sogenannte Fresszellen frei. Diese stürzen sich auf die von Viren befallenen Zellen und vertilgen sie. Hat der Körper einmal eine Infektion überstanden, ist er in Zukunft immun gegen das Virus: Seine Abwehr hat sogenannte Gedächtniszellen gebildet. Sie werden den alten Feind immer wieder erkennen. Krankheiten wie Mumps und Masern bleiben daher einzigartig im Leben. Tückisch ist vor allem das HI-Virus. Es befällt ausgerechnet die Abwehrzellen und löst die schwere Immunkrankheit Aids aus. Die Körperabwehr wird in ihrem Mark getroffen - der Organismus ist allen Keimen hilflos ausgeliefert. Jede Folgeinfektion kann dann tödlich enden.

Heute sind viele Viruskrankheiten meldepflichtig. Breitet sich eine Infektion seuchenartig aus, greifen die Schutzmechanismen der staatlichen Einrichtungen wie Gesundheitsamt oder Robert-Koch-Institut. Maßnahmen können etwa Massenimpfungen oder Quarantäne sein.

Gute Viren im Meer

Wissenschaftler gehen davon aus, dass nur ein Bruchteil aller Viren bekannt ist. Allein in den Ozeanen tummeln sich weit mehr davon, als unser Vorstellungsvermögen fassen kann. Ein Milliliter Meerwasser enthält rund eine Million Viren - kein anderes Ökosystem beherbergt mehr. Jüngst haben Forscher festgestellt, dass es in den dunklen Tiefen auch "gute" Viren gibt. Diese werden sorgfältig kultiviert, man setzt sie gar auf Lebensmittel an.

Das dürfte vor allem Gourmets entzücken: Die Viren sollen in der Hummerzucht schädliche Bakterien ausschalten. Sie nutzen die Bakterien als Wirte und zwingen diese, ihr eingeschleustes Erbmaterial zu kopieren. Die Viren vermehren sich und die Bakterien sterben ab. Eine unschlagbare Waffe. Selbst wenn die Bakterien versuchen, ihre Feinde über Mutationen abzuschütteln, haben sie keine Chance: Die Erbmasse der Viren kann enorm schnell auf Veränderungen reagieren. Bislang müssen Züchter teure Antibiotika einsetzen, um ihre edlen Krabbentiere vor bakteriellen Übeltätern zu schützen. Eine aufwändige Verteidigung, denn Resistenzen bei Bakterien erfordern immer wieder die Herstellung neuer medizinischer Wunderwaffen.

Den uneingeschränkten Genuss edler Meerestiere scheint dank der Viren nichts mehr zu trüben - zumindest solange sie nicht den Menschen befallen. Wer weiß schon, in welche Richtung die Viren sich entwickeln, wenn sie immer weiter Mutationen hervorbringen, um in der Hummerzucht mit den Bakterien Schritt halten zu können?