Viren kümmern sich nicht um Ihre Evolutionsgeschichte. Sie wollen sich nur replizieren. Der Mensch bekämpft sie mit MAVS, einem Protein, das als Auslöser fungiert. Seeanemonen? Sie verwenden ein nahezu identisch aussehendes Protein namens CARDIB, das genau das Gegenteil bewirkt. Es ist eine Bremse. Und ohne sie bricht das System zusammen.
Es stellt sich heraus, dass sich die Evolution nicht auf einen einzigen Bauplan für die Immunität festgelegt hat.
Ein Protein, das das Gegenteil bewirkt
Ton Sharoni, Doktorand an der Hebräischen Universität Jerusalem, leitete die Studie zusammen mit Prof. Yehu Moran. Sie untersuchten Seeanemonen, weil sie sich vor über 600 Millionen Jahren von der menschlichen Abstammungslinie trennten. Wenn irgendein Lebewesen das Geheimnis einer frühen tierischen Immunität in sich birgt, dann ist es die Anemone.
Die Forscher fanden CARDIB (CARD Inhibitor Binding Protein). Auf den ersten Blick ahmt es MAVS nach. Bei Wirbeltieren aktiviert MAVS die Immunabwehr, sobald ein Virus in eine Zelle eindringt. Es ist eine Alarmglocke.
CARDIB ist ein Schalldämpfer.
„Alles an CARDIB deutete darauf hin, dass es wie MAVS funktionieren sollte“, erklärte Prof. Moran. „Stattdessen haben wir herausgefunden, dass es genau das Gegenteil bewirkt. Anstatt antivirale Abwehrkräfte zu aktivieren, unterdrückt CARDIB diese normalerweise.“
Warum also das Immunsystem bremsen? Wenn Sie die Abwehr verlangsamen, erleichtern Sie damit nicht nur den Sieg des Virus? Das war das Rätsel. Und es ist kontraintuitiv.
Wenn Sie die Bremse entfernen, kommt es zum Absturz
Um dies zu testen, verwendete das Team CRISPR, um die Anemonen zu bearbeiten. Sie haben CARDIB ausgezogen. Dann befallen sie die bearbeiteten Tiere mit Viren.
Die Logik besagt, dass ein geschwächtes Immunsystem zusammenbrechen sollte. Aber hier verursachte das Entfernen des Schalldämpfers den Zusammenbruch.
Seeanemonen, denen CARDIB fehlte, hatten Mühe, die Infektion unter Kontrolle zu bringen. Viren vermehrten sich ungehindert. Die natürlichen antiviralen Reaktionen traten nicht ein. Die Tiere verloren ihre Widerstandskraft.
„Die Ergebnisse waren völlig kontraintuitiv“, sagte Sharoni. „Obwohl CARDIB unter normalen Bedingungen als Bremse für das Immunsystem fungiert, erweist sich diese Bremse als wesentlich für die Auslösung einer wirksamen antiviralen Reaktion.“
Sie brauchen die Zurückhaltung, um die Macht zu behalten. Ohne sie blockiert der Mechanismus. Oder schlimmer noch, es scheitert völlig. Es ist ein grundlegender Unterschied zum menschlichen Modell, bei dem die Aktivierung der Schlüssel ist. Hier ist die Regulierung die Verteidigung.
Der Natur sind Laborergebnisse egal
Laborergebnisse können lügen. Kontrollierte Umgebungen sind steril, vorhersehbar und oft irreführend. Den Forschern war klar, dass sie CARDIB in freier Wildbahn testen mussten, um zu sehen, ob es von Bedeutung war.
Sie brachten gentechnisch veränderte Anemonen in Mesokosmen im Freien in South Carolina. Natürliches Flussmündungswasser. Echte Mikroorganismen. Tatsächliche virale Bedrohungen. Keine Petrischalen.
Die Ergebnisse hielten.
Anemonen ohne CARDIB trugen wesentlich mehr Viruslast. Ein Immungen, das in einem Aquarium scheinbar unbedeutend war, wurde im Ozean von entscheidender Bedeutung. Der Pfad ist kein Artefakt der Laborbedingungen. Auf diese Weise überleben diese Tiere in der Küstenumgebung.
„Dies zeigte, dass der von uns entdeckte Weg nicht nur ein Laborphänomen ist“, sagte Moran. „Es spielt eine entscheidende Rolle dabei, diese Tiere bei der Bewältigung der viralen Herausforderungen zu unterstützen, mit denen sie in der Natur konfrontiert sind.“
Parallele Wege der Evolution
Wir gehen oft davon aus, dass biologische Systeme konvergieren. Ähnliche Probleme führen zu ähnlichen Lösungen. Diese Studie legt etwas anderes nahe.
Die menschliche Immunität und die Anthozoen-Immunität basieren auf einer grundlegend unterschiedlichen Logik. Beide schützen. Beide müssen Viren erkennen. Aber die molekulare Maschinerie ist umgekehrt. Der Mensch nutzt ein Aktivierungssystem; Anemonen nutzen ein System der kontrollierten Unterdrückung.
Dies hat Auswirkungen darauf, wie wir Krankheiten untersuchen. Die biomedizinische Forschung konzentriert sich stark auf Menschen, Mäuse und Ratten. Bekannte Modelle. Aber alte Abstammungslinien wie Seeanemonen könnten evolutionäre Neuerungen beinhalten, die in unseren gewohnten Subjekten verborgen bleiben.
„Menschen und Seeanemonen brauchen beide Schutz vor Viren, aber diese Arbeit zeigt, dass die Evolution diese Abwehrmaßnahmen auf grundlegend unterschiedliche Weise organisieren kann“, fügte Moran hinzu.
Es gibt keinen einzigen richtigen Weg, einen Virus zu stoppen. Es gibt einfach viele Möglichkeiten. Und wir fangen gerade erst an, die Vielfalt zu erkennen.
