Grippeviren mutieren, schnappen neue Erbinformationen auf und lernen dazu. Dank ihrer Wandlungsfähigkeit schaffen es einige Influenza-Erreger sogar, Artgrenzen zu überwinden, sprich: Ein Virus, das normalerweise eine Grippe zum Beispiel bei Vögeln auslöst, befällt plötzlich Menschen und löst schlimmstenfalls eine Pandemie aus.

Aber wie lässt sich im Getümmel der Erreger rechtzeitig erkennen, welche Influenzavirusstämme sich auf riskante Art verändern? Nur wer das weiß, kann früh genug mit der Entwicklung eines Impfstoffes anfangen.

Ein Forscherteam um dem Virologen Peter Stäheli von der Universität Freiburg hat nun genveränderte Mäuse gezüchtet, die als Frühwarnsystem genau dafür dienten könnten. Das berichten die Wissenschaftler aktuell im Journal of Experimental Medicine (Deeg, Stäheli et al., 2017). Im Labor bauten sie Mäusen ein menschliches Gen ins Erbgut ein, das dafür sorgte, dass die Versuchstiere ein Eiweiß produzieren, wie es normalerweise nur in Menschen vorkommt. Von diesem Protein weiß man aus Versuchen mit kultivierten Zellen, dass es bereits eingedrungene Vogelgrippeviren daran hindern kann, die gekaperte Körperzelle fernzusteuern und sich mit ihrer Hilfe zu vermehren.

"Viren, die schon seit Jahrzehnten oder Jahrhunderten Menschen infizieren, haben gelernt, diesen Schutzmechanismus in der Zelle zu umgehen", sagte Peter Stäheli im Gespräch mit ZEIT ONLINE. "Wir wollten wissen, wie rasch und unter welchen Umständen auch Vogelgrippeviren das schaffen könnten." Dazu simulierten die Forscher den menschlichen Schutzmechanismus in der Zelle im Mausmodell.

Dazu schufen die Wissenschaftler genveränderte Mäuse, deren Erbgut an der Stelle eines Mäusegens das vom Menschen stammende Gen zur Produktion des Eiweißes MxA enthält. Diese Linie sogenannter transgener Mäuse kann nun leicht weiter gezüchtet und für Versuche mit Grippeviren genutzt werden.

Die Gen-Mäuse produzieren das schützende Protein "menschenartig". In ihren Körperzellen können sich Vogelgrippe-Viren der Subtypen H5 und H7 entsprechend nicht entfalten und vermehren. Das Mausmodell untermauert also, dass das Eiweiß MxA eine Schlüsselrolle dabei spielt, dass Menschen normalerweise recht gut vor Vogelgrippe-Erregern geschützt sind und dass solche Viren die Artgrenze nicht so leicht überwinden, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit. 

In weiteren Versuchen, in denen die Forscher ihre transgenen Mäuse nun auch mit genveränderten Grippeviren vom Subtyp H7 infizierten, zeigte sich jedoch, dass wenige Mutationen innerhalb eines Virenstamms ausreichen, damit das Protein seine Barrierefunktion verliert.

"Allerdings scheinen die Viren, wenn sie derart mutieren, an Fitness einzubüßen", sagte Stäheli. Das erkläre, warum Vogelgrippeviren, selbst wenn sie in der Vergangenheit auf Menschen übergingen, nie eine Pandemie ausgelöst hätten. "Aus Virensicht endet das Überspringen der Artgrenze meist in einer Sackgasse."

Die neuen transgenen Mäuse jedenfalls wären ein guter Indikator dafür, welche Virusstämme zumindest das Potenzial hätten, in nächster Zeit den Sprung auf den Menschen zu schaffen. In Kombination mit anderen Maßnahmen, wie etwa der Sequenzierung des Virusgenoms, könnten sie dazu dienen, für Menschen gefährliche Grippeerreger aus dem Tierreich rechtzeitig aufzuspüren und zu bekämpfen, schreiben die Forscher. Ihrer Ansicht nach ermöglichen die Experimente mit den Mäusen eine genauere Risikoabschätzung, was mutierende Viren angeht.

Mutiert ein Virusstamm aus dem Tierreich tatsächlich derart, dass er plötzlich auch Menschen ansteckt, kann das in jedem Fall für den einzelnen Betroffenen gefährlich werden, wie im Falle der Vogelgrippe vom Typ A/H5N1. Diese Zoonose, wie Forscher Krankheiten nennen, welche vom Tier auf den Menschen übergehen, infiziert äußerst selten Menschen. Aber es kann passieren: Zuletzt kam es vor allem in Ägypten und Indonesien vereinzelt zu schweren Erkrankungsfällen, und einige Infizierte starben an der Vogelgrippe.

Hochansteckend, aggressiv oder beides?

Das schlimmste Szenario für Epidemiologen wäre, wenn so ein Grippeerreger infolge weiterer Mutationen auch noch hochansteckend (virulent) wäre und weltweit Millionen Menschen infizieren würde. So geschehen in der Grippesaison 2009, als die sogenannte Schweinegrippe (A/H1N1) umging. Diese erwies sich zwar später als nicht so gefährlich für die Betroffenen, löste aber immerhin eine Pandemie aus.

"Zur Risikoabschätzung in so einem Fall wäre unser Mausmodell eine wichtige Ergänzung", sagt der Freiburger Virologe Stäheli. Sich dabei allein auf Zellkulturen verlassen zu müssen, sei schwierig.

Die gute Nachricht: "Unsere Versuche haben erneut gezeigt, dass sich Menschen von Natur aus recht gut gegen Virusinfekte wehren können. Auf Vögel spezialisierte Viren haben es bei der Überwindung der Artgrenze nicht leicht, denn sie müssen das MxA-Abwehrsystem überwinden." Das lange gefürchtete hochpathogene und hochvirulente Supervirus – bisher ist es nicht aufgetaucht.