Während das Influenzavirus ständig mutiert und eine jährliche Impfung erfordert, die einen bestimmten Prozentsatz an Schutz bietet, benötigen alte zuverlässige Masern nur eine Zwei-Dosen-Impfung während der Kindheit für eine lebenslange Immunität. Eine neue Studie, die am 21. Mai in Cell Reports veröffentlicht wurde, hat eine Erklärung: Die Oberflächenproteine, die das Masernvirus verwendet, um in Zellen einzudringen, sind unwirksam, wenn sie eine Mutation erleiden, was bedeutet, dass jede Veränderung des Virus mit hohen Kosten verbunden ist.
Die Forscher verwendeten einen Hochdurchsatz-Ansatz, um alle Gene in einem Virus in einem einzigen Experiment zu mutieren – ein nützlicher Weg, um die Zukunft der viralen Evolution zu verstehen. Sie fügten Mutationen in das Maserngenom ein und schauten, ob die Viren noch infektionsfähig waren. Sie fanden heraus, dass Masern keine Mutationen an Proteinen tolerieren, die vom menschlichen Immunsystem erkannt werden, was sie ganz anders als die Grippe macht.
"Wir wussten nicht, was wir sehen würden, als wir anfingen", sagt der leitende Studienautor Nicholas Heaton, Mikrobiologe an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, New York. "Der fast vollständige Mangel an Toleranz gegenüber Insertionsmutationen der Masernproteine war überraschend. Wir dachten, dass sie möglicherweise weniger tolerant sind als die Influenzaproteine, aber wir waren überrascht über das Ausmaß des Unterschieds."
Es ist nur möglich zu spekulieren, warum das Masernvirus einen evolutionären Vorteil darin finden würde, so starr zu sein, aber eine Hypothese besagt, dass Masern eine komplexere Strategie verwenden, um in menschliche Zellen einzudringen, als die Grippe. Influenza zum Beispiel erfordert einfach die Bindung eines der Zucker, die die Außenseite der Zellen schmücken, um ins Innere zu gelangen. Im Gegensatz dazu benötigen Masern die Bindung an spezifische zelluläre Proteinrezeptoren als Eingang.
"Es gibt viele mögliche Erklärungen dafür, warum Proteine des Masernvirus Insertionsmutationen nicht tolerieren können, von der Änderung der Proteinstabilität bis hin zur Änderung der Struktur oder Funktion der Proteine", sagt Heaton. "Wenn wir besser verstehen können, warum Flexibilität oder Starrheit auf molekularer Ebene auferlegt werden, können wir möglicherweise besser verstehen, warum wir unterschiedliche Dynamiken der Virusevolution sehen."
