Vor etwas mehr als einem Jahr haben globale Gesundheitsbehörden einen epidemiologischen Alarm für das anscheinend milde Zika-Virus ausgegeben, ein Krankheitserreger, der von Mücken übertragen wird. Normalerweise haben mit dem Virus infizierte Erwachsene mäßige Symptome - Hautausschläge, Fieber, Gelenkschmerzen, Unwohlsein. Aber seit Oktober 2015, als das Virus seinen Weg durch Brasilien antrat, strömten Berichte über mit Mikrozephalie geborene Säuglinge herein. Dieser Geburtsfehler verursacht überdurchschnittlich kleine Köpfe und eine Reihe von neurologischen Störungen.
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Bis jetzt gab es jedoch keine experimentellen Beweise, die Zika direkt mit Mikrozephalie in Verbindung brachten, und die Debatte wirbelte darüber, ob die Inzidenz nur Zufall war. Eine in dieser Woche in Nature veröffentlichte Studie liefert jedoch den ersten experimentellen Beweis dafür, dass Zika bei Mäusen Mikrozephalie verursachen kann. Das Papier liefert auch Hinweise, wie das Virus die Plazenta durchqueren und das Gehirnwachstum eines sich entwickelnden Fötus verändern kann.
"Bis zu dieser Studie waren alle Daten, die darauf hindeuten, korrelativ. Das heißt, wir haben eine große Anzahl von Fällen von fetalen Anomalien beim Menschen, die mit einer Zika-Virusinfektion zusammenhängen", so Andrew Pekosz, Professor an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, die an der neuen Arbeit nicht beteiligt war, erzählt Alessandra Potenza im The Verge . "Was uns gefehlt hat, ist der direkte Beweis, dass eine Infektion zu fetalen Anomalien führt, und diese Studie liefert dies."
Zwischen dem 22. Oktober 2015 und dem 26. März 2016 gab es in Brasilien 944 bestätigte Fälle von Mikrozephalie und anderen Defekten des Zentralnervensystems. Weitere 4.291 Fälle wurden vermutet, schreibt David A. Schwartz vom Medical College of Georgia in einem Expertenkommentar für die Veröffentlichung Gruppe SpringerNature. Brasilien erkrankt jedes Jahr in der Regel an weniger als 200 Mikrozephalie-Fällen, berichtet Kerry Grens für The Scientist .
"Wir haben alle unsere Forschungen eingestellt, nur um mit dem Zika-Virus zu arbeiten", sagte die Co-Autorin der Studie, Patricia Beltrão Braga, von der Universität São Paulo, Brasilien, in einer Podcast-Diskussion mit Kerri Smith von Nature . Bragas Kollege, der Immunologe Jean Pierre Peron, tat dasselbe.
Frühere Arbeiten hatten das Virus aufgedeckt, das sich im zentralen Immunsystem des Menschen versteckt hatte, aber diese Beweise reichten nicht aus, um Ursache und Wirkung aufzuzeigen. Im vergangenen Monat erklärten Wissenschaftler der Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention, dass Zika für schwere Geburtsfehler verantwortlich sei, darunter einen ungewöhnlich kleinen Kopf und ein Gehirn. Die Erklärung stützte sich jedoch auf die Anzahl der Zika- und Mikrozephalie-Fälle und nicht auf eine experimentelle Bestätigung.
So infizierten die Forscher trächtige Mäuse mit der Krankheit. Und tatsächlich zeigten die Welpen, die sie später trugen, nicht nur Gehirnanomalien, sondern waren insgesamt auch kleiner.
Das Team entdeckte, dass das Virus auf Zellen zielt, die sich teilen sollten, und veranlasste sie, sich selbst zu zerstören. Sie konnten sogar eine Handvoll Gene identifizieren, die mit dem Zelltod zusammenhängen und durch die Virusinfektion gefördert oder unterdrückt zu werden schienen. Bemerkenswerterweise zeigte ein zweiter Mausstamm, den die Forscher getestet hatten, diesen Zusammenhang nicht, was darauf hindeutet, dass manche Menschen mehr oder weniger anfällig für die Auswirkungen des Virus sind. Der Unterschied könnte im Immunsystem des Einzelnen liegen, schreiben die Forscher in der Arbeit.
Das Team verglich auch einen Stamm des Zika-Virus aus Brasilien mit einem Stamm aus Afrika in menschlichen Hirnstammzellen. Der afrikanische Stamm tötete nicht so viele Zellen wie der brasilianische Stamm, was darauf hindeutet, dass letzterer wahrscheinlich Mutationen aufweist, die ihn aggressiver machen.
Die Ergebnisse von Mäusetests lassen sich jedoch bekanntermaßen nur schwer auf den Menschen übertragen. So testeten die Forscher auch menschliche "Mini-Gehirne" - Strukturen, die aus menschlichen Stammzellen gewachsen sind und den Schichten eines menschlichen Gehirns ähneln. Das Mini-Gehirn kann weitere Informationen darüber liefern, wie sich Wachstum und Entwicklung bei Menschen verändern können. Die mit Zika infizierten Mini-Gehirne wuchsen nicht normal oder nicht so gut. Und wieder schien das brasilianische Virus stärker zu sein als das afrikanische.
Menschen in Afrika und Asien haben sich seit mindestens den 1950er Jahren ohne Geburtsfehler mit der Anwesenheit von Zika befasst, schreibt Macon Morehouse für Science News . Möglicherweise haben diese Bevölkerungsgruppen eine Art Immunität aufgebaut. Als sich das Virus jedoch in Brasilien und Französisch-Polynesien ausbreitete, begann die Häufigkeit von Geburtsfehlern zuzunehmen.
"[Dies] legt nahe, dass sich die brasilianische Sorte irgendwie an den Menschen angepasst hat." Studie Co-Autor Alysson R. Muotri von der University of California School of Medicine sagt in einer Pressemitteilung. "Wir untersuchen, wie genetische Unterschiede diesen Unterschied verursachen könnten." Durch das Erkennen von Veränderungen in den Genen des brasilianischen Zika-Virus, die es gefährlicher machen, könnte das Team eine Schwäche finden, die es ausnutzen und den dadurch verursachten Schaden verhindern könnte.
Die neuen Ergebnisse unterstreichen, dass die Zika-Bedrohung größer ist als die Mikrozephalie - nämlich der weit verbreitete Zelltod und das eingeschränkte Wachstum der Mäusewelpen. Die Forscher befürchten, dass das Zika-Virus eine Reihe weiterer langfristiger Probleme verursachen könnte, von denen wir noch nichts wissen.
"Die Medien konzentrieren sich auf Mikrozephalie, weil die Bilder ziemlich dramatisch sind", sagt Muotori im Podcast. "Unsere Daten deuten jedoch darauf hin, dass andere Gewebe betroffen sind. Dies ist also im Grunde die Spitze des Eisbergs."
