Virus

Viren (Einzahl: das Virus) sind Krankheitserreger, die für ihre Vermehrung auf geeignete Wirtszellen angewiesen sind. Hierbei können sie unterschiedlichste Wirtsorganismen befallen (Pflanzen, Pilze, Tiere, Menschen und Bakterien). Da ihnen wichtige Zellbestandteile fehlen (Viren sind lediglich Partikel, keine Einzeller), sind Viren zu keinerlei eigenständigen Stoffwechselvorgängen fähig. Aus diesem Grunde ist bis heute nicht einheitlich geklärt, ob es sich bei Viren um „Lebewesen“ handelt. Sie tragen in sich lediglich die Erbinformationen (DNS oder RNS), die für den Aufbau ihrer Bestandteile und so für ihre Vermehrung notwendig sind. Diese schleusen sie auf unterschiedlichen Wegen in den Stoffwechsel der befallenen Wirtszelle ein und veranlassen diese dazu, als „Virenproduktionsfabrik“ für sie arbeiten.

Die Infektion einer Wirtszelle mit einem Virus lässt sich in vier Phasen einteilen.

1. Adsorption:

Das Virus haftet sich mit Hilfe bestimmter Oberflächenmoleküle an die entsprechend passenden Oberflächenmoleküle auf der Wirtszelle an. In der Regel werden dadurch in der Wirtszelle eine Reihe von Vorgängen ausgelöst, die zu einem Einstülpen der Zelloberfläche und so zur Aufnahme des Virus führen (Endocytose). Auf diesem Wege gelangt das Virus innerhalb eines so genannten Endosoms in die Zelle.

2. Uncoating

Beim so genannten uncoating („Enthüllen“) entledigt sich das Virus, nachdem es sich dank bestimmter Proteinstrukturen aus der Endosomenhülle befreit hat, seiner Virushüllen. So wird das Erbmaterial des Virus frei und kann entweder direkt von der Wirtszelle als Vorlage für die Virenproduktion genutzt werden, oder es wird über komplexe Vorgänge in die DNS der Wirtszelle eingebaut und von dort als Vorlage abgelesen.

3. Phase der Genexpression / Morphogenese

Genexpression bedeutet, dass anhand der Information der Virus-DNS (Gensequenz) die Eiweiß-Bestandteile für den Aufbau neuer Viren hergestellt werden (Proteinbiosynthese). Die Morphogenese beschreibt die Entstehung der kompletten Viren.

4. Zell-Lyse/Virusknospung

Der letzte Schritt der Virusinfektion einer Zelle ist die Freisetzung der fertigen Viren aus dem Zellinneren. Dies kann generell auf zwei Wegen geschehen: Bei der Zell-Lyse (griech. lysis = Auflösung) setzen die Viren bestimmte Enzyme frei, die zu einer Auflösung der Wirtszell-Membran führen und so eine Freisetzung ermöglichen. Die Wirtszelle geht bei diesem Vorgang unter. Bei der Virus-Knospung (auch: budding) läuft die in Phase 1 beschriebene Endocytose quasi rückwärts ab. Die Viren behalten bei diesem Vorgang eine Hülle aus Zellmembran, die sie vor Angriffen des Immunsystems schützt.

Die Symptome einer Virusinfektion werden durch die Veränderungen der befallenen Zellen oder durch ihre Zerstörung ausgelöst und sind entsprechend geprägt durch das jeweils befallene Organ(system).

Die Übertragung der Viren kann auf vielen unterschiedlichen Wegen stattfinden, z.B. über die Luft (Tröpfcheninfektion, klassisch wenn man z.B. von einer Person mit Grippe angehustet wird), über den Kontakt mit Oberflächen, die zuvor ein Virusträger berührt hat oder auch über Insekten, über die Injektion mit virusbelasteten Spritzen o.ä.

Während für zahlreiche Viruserkrankungen durch eine Impfung eine aktive Erkrankung vermieden werden kann, ist die Therapie einer einmal ausgebrochenen Viruserkrankungen häufig schwierig und stellt die Medizin immer wieder vor schwierige Aufgaben, da sie nicht wie Bakterien durch Antibiotika abgetötet werden können. Die einzige Möglichkeit besteht im Einsatz sogenannter Virostatika, also von Medikamenten, die eine Virusvermehrung hemmen. Die Medikamente können hierbei entweder ein Eindringen der Viren in die Wirtszelle oder das Austreten der neuen Viren aus der Zelle verhindern oder in den Stoffwechsel der Wirtszellen so eingreifen, dass die Virusvermehrung benachteiligt wird. Da die Wirkstoffe hierbei zwangsläufig in die empfindlichen Prozesse der Körperzellen eingreifen, ist das Nebenwirkungsrisiko vieler Virostatika relativ groß. Außerdem sind die Vermehrungsstrategien der Viren auf biochemischer Ebene sehr vielfältig, sodass keine „Breitband-Virostatika“ existieren.