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Pressemitteilung 2016/146 vom 02.12.2016

Mit neuster Mikroskopietechnik den Tricks des Influenza A-Virus auf der Spur

Bei der Verleihung des Anita und Friedrich Reutner Preises (v.l.): Stifter Prof. Dr. Friedrich Reutner, Ehrensenator der Universität Heidelberg, Preisträgerin Dr. Susann Kummer, Stifterin Anita Reutner und Prof. Dr. Dr. Hans-Georg Kräusslich.
Bei der Verleihung des Anita und Friedrich Reutner Preises (v.l.): Stifter Prof. Dr. Friedrich Reutner, Ehrensenator der Universität Heidelberg, Preisträgerin Dr. Susann Kummer, Stifterin Anita Reutner und Prof. Dr. Dr. Hans-Georg Kräusslich.

Foto: Universitätsklinikum Heidelberg

Virologin Dr. Susann Kummer mit Anita- und Friedrich-Reutner Preis der Medizinischen Fakultät Heidelberg ausgezeichnet / Interaktionen von Grippe-Virus und Lungenzelle noch größtenteils unbekannt


Was spielt sich bei einer Infektion mit dem Influenza A-Virus in den befallenen Lungenzellen auf molekularer Ebene ab? Diese Fragestellung erforscht die Virologin Dr. Susann Kummer, Zentrum für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg, mithilfe moderner, hochauflösender Mikroskopietechnik. Für ihre wissenschaftliche Arbeit ist sie nun mit dem Anita- und Friedrich-Reutner Preis für Medizinische Forschung der Medizinischen Fakultät Heidelberg ausgezeichnet worden. Influenza-Viren verursachen eine der häufigsten Erkrankungen der oberen und unteren Atemwege, die Grippe. Dabei löst der Subtyp A saisonale Grippe-Wellen aus.

 

Mit dem jährlich vergebenen und mit 7.000 Euro dotierten Preis unterstützt Stifter Professor Dr. Friedrich Reutner, Ehrensenator der Universität Heidelberg, Nachwuchswissenschaftlerinnen der Medizinischen Fakultät in ihren Forschungsvorhaben. Insbesondere werden solche Leistungen ausgezeichnet, die klinisch relevante Forschungsfragen aufgreifen.

 

Influenza-Viren verändern sich von Saison zu Saison: neue Angriffspunkte für Wirkstoffe gesucht

 

Da die Influenza-Viren per Tröpfcheninfektion, wie beispielsweise beim Sprechen, Niesen oder im direkten Kontakt mit einem Erkrankten übertragen werden können, breiten sie sich - vor allem in den Wintermonaten - rasant aus. Dabei verändern sich insbesondere die Oberflächeneiweiße der Virushülle stetig. Das Immunsystem kann sich daher nicht dauerhaft auf die Viren einstellen, sodass der Impfstoff jedes Jahr neu angepasst werden muss. Außerdem verlieren antivirale Medikamente ihre Wirksamkeit. So weisen viele Influenzaviren gegen Amantadin, ein früher häufig verwendetes Medikament, Resistenzen auf. "Die Suche nach spezifischen Angriffspunkten für neuartige antivirale Strategien ist für eine effektive Behandlung notwendig", so Dr. Susann Kummer, welche seit 2014 in der Arbeitsgruppe des renommierten Heidelberger Virologen Professor Dr. Hans-Georg Kräusslich forscht. "Insbesondere für die Entwicklung von längerfristig wirksamen Medikamenten benötigen wir dringend detailliertes Wissen über den gesamten Ablauf der Virusvermehrung in unseren Zellen."

 

Die Arbeit gleicht der Suche nach der Nadel im Heuhaufen: Großangelegte Studien zu möglichen Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirt müssen in aufwendigen Einzeluntersuchungen bestätigt werden. Dr. Susann Kummer beobachtet daher das "Verhalten" der Virusproteine direkt in humanen Lungenzellen mit der hochauflösenden Mikroskopie im Nanometerbereich (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter). Die von ihr verwendete Technik wird als STED Nanoskopie (engl. stimulated emission depletion) bezeichnet: Dazu werden analog zur konventionellen Fluoreszenzmikroskopie die beiden potentiellen Interaktionspartner - also das das zu untersuchende Virus-Protein und das Zellprotein - mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Mithilfe der hochauflösenden STED-Mikroskopie können nun beide Faktoren und ihre Interaktion im Verlauf der Virusvermehrung auf molekularer Ebene untersucht werden.

 

Mit Nanoskopie Virenproteinen beim Austausch mit dem Wirt zuschauen

 

Mit älteren Methoden der Fluoreszenz-Mikroskopie lassen sich aufgrund der geringeren Auflösung diese winzigen Strukturen nicht darstellen. "Was sich in der lebenden Zelle nach der Infektion abspielt, lässt sich nun dank der hochauflösenden Mikroskopie detailliert untersuchen. Im Bereich der Influenza-Forschung betreten wir damit Neuland", sagt die Preisträgerin.

 

Da die STED-Mikroskopie eine recht junge Methodik darstellt, gibt es bisher wenige Experten, die mit der Technik intensiv vertraut sind. Dr. Susann Kummer erlernte den Umgang aus erster Hand in der Abteilung für NanoBiophotonik am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen unter der Leitung von Nobelpreisträger Professor Dr. Stefan W. Hell. Seit April 2015 steht am Heidelberger Zentrum für Infektiologie ein solches HighTech-Mikroskop, finanziert durch Mittel des Sonderforschungsbereiches 1129 "Integrative Analyse der Pathogenvermehrung und -ausbreitung", zur Verfügung.

 

Literatur:

Kummer S.1, Flöttmann M. 1, Schwanhäußer B., Veit M., Selbach M., Klipp E., Herrmann A. (2014) Alteration of Protein Levels during Influenza Virus H1N1 Infection in Host Cells: A Proteomic Survey of Host and Virus reveals differential Dynamics. PlosOne 9: e94257

 

Weitere Informationen im Internet:

Virologie am Zentrum für Infektiologie

Anita- und Friedrich-Reutner Preis der Medizinischen Fakultät Heidelberg

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Dr. rer. nat. Susann Kummer
Abteilung für Virologie
Zentrum für Infektiologie, Universitätsklinikum Heidelberg
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