06. Oktober 2020

Medizinnobelpreis 2020

Die Entdeckung des Hepatitis C-Virus

Der diesjährige Nobelpreis für Physiologie oder Medizin wird für die Entdeckung des Hepatitis C-Virus (HCV) an die beiden US-Amerikaner Harvey J. Alter und Charles M. Rice sowie den Briten Michael Houghton verliehen.1

Lesedauer: 3 Minuten

Redaktion: Christoph Renninger

Hepatitis – ein globales Gesundheitsrisiko

Hepatitiden werden hauptsächlich durch virale Infektionen verursacht, weitere wichtige Auslöser sind Alkoholabusus, Umwelttoxine und Autoimmunkrankheiten. In den 1940ern wurden zwei Verlaufsformen der infektiösen Hepatitis entdeckt (Abb.1).

Abb. 1 Formen viraler Hepatitis

Die chronische Form der Hepatitis ist heimtückisch, da ansonsten gesunde Personen über viele Jahre unbemerkt infiziert sein können, bis schwere Komplikationen auftreten. Durch Blut übertragene Hepatitis ist mit einer signifikanten Morbidität und Mortalität assoziiert und verursacht weltweit jedes Jahr über eine Million Todesfälle – eine globale Bedrohung vergleichbar mit HIV-Infektionen und Tuberkulose.

Ein unbekannter Erreger

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Intervention von Infektionskrankheiten ist die Kenntnis über den Erreger. In den 1960ern entdeckte Baruch Blumberg, dass eine Form der durch Blut übertragenen Hepatitis durch ein Virus, später bekannt als Hepatitis B-Virus (HBV), übertragen wird. Die Entdeckung führte zur Entwicklung von diagnostischen Tests und einer effektiven Vakzine. Für seine Arbeit erhielt Blumberg 1976 den Medizinnobelpreis.

Zu dieser Zeit untersuchte Harvey J. Alter an den US-amerikanischen National Insitutes of Health (NIH) das Auftreten von Hepatitis bei Patienten, die Bluttransfusionen erhalten hatten. Obwohl Bluttests auf das neu entdeckte HBV die Fallzahlen deutlich reduzierten, blieb noch immer eine große Zahl betroffener Patienten übrig. Auch die damals entwickelten Tests auf Hepatitis A-Viren konnten die Fälle nicht erklären.

Es bestand die Sorge, dass eine große Zahl von Patienten nach einer Bluttransfusion an einer chronischen Hepatitis leide, ausgelöst von einem unbekannten Erreger. Alter und seine Kollegen konnten zeigen, dass das Blut dieser Hepatitis-Patienten die Krankheit auf Schimpansen übertragen konnte, den einzigen Wirt neben dem Menschen.

Weitere Studien zeigten, dass der unbekannte Erreger charakteristische Eigenschaften eines Virus aufweist. So konnte Alter eine neue Form der chronischen viralen Hepatitis beschreiben. Die mysteriöse Krankheit wurde bekannt als “Non-A, non-B”-Hepatitis.

Identifizierung von HCV

Die Identifizierung dieses neuen Virus hatte höchste Priorität, aber alle damals bekannten Methoden konnten über ein Jahrzehnt lang keinen Nachweis erbringen. Michael Houghton, tätig für das Pharmaunternehmen Chiron, konnte schließlich die Gensequenz des Virus isolieren.

Houghton und seine Kollegen kreierten eine Sammlung von DNA-Fragmenten aus Nukleinsäuren im Blut von infizierten Schimpansen. Die Mehrzahl dieser Fragmente stammte aus dem Schimpansengenom, die Forscher nahmen jedoch an, dass manche von dem unbekannten Virus stammen.

Mit der These, dass Antikörper gegen das Virus im Blut von Hepatitis-Patienten vorhanden sind, verwendeten die Wissenschaftler Patienten-Seren, um klonale DNA-Fragmente, die virale Proteine codieren, zu identifizieren. Nach langer Suche wurde schließlich ein positiver Klon gefunden. Weitere Studien zeigten, dass dieser Klon von einem neuen RNA-Virus aus der Familie der Flaviviren stammt und den Namen Hepatitis-C-Virus erhielt.

Entscheidende Entdeckung

Nach der Entdeckung des Virus stand noch die Frage offen, ob es allein eine Hepatitis verursachen könne. Um dies zu beantworten, untersuchten Wissenschaftler, ob das geklonte Virus sich replizieren und die Krankheit auslösen kann. Charles M. Rice, Forscher an der Washington University in St. Louis, bemerkte eine zuvor nicht charakterisierte Region am Ende des HCV-Genoms, welches eine Rolle bei der Replikation spielen könnte.

Rice beobachtete zudem genetische Variationen in isolierten Virusproben und stellte die Hypothese auf, dass manche davon die Virusreplikation behindern. Durch Genomengineering konnte Rice RNA-Varianten von HCV generieren, welche die neu definierte Region des Virusgenoms und keine inaktivierenden Variationen enthielten.

Wurde diese RNA in die Leber von Schimpansen injiziert, konnte das Virus im Blut nachgewiesen werden und die pathologischen Veränderungen ähnelten jenen von menschlichen Patienten mit chronischer Hepatitis. Dies war der finale Beweis, dass das Hepatitis C-Virus für die unerklärten Fälle von Transfusions-übertragenen Hepatitiden verantwortlich ist.

  1. Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2020. The Nobel Assembly at Karolinska Institutet, 05.10.2020

Bildquelle: © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrator: Mattias Karlén

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