Warum wird ein extrem tödliches Grippevirus wieder zum Leben erweckt?

Von Jamie Shreeve

29. Januar 2006

Eines Morgens im August letzten Jahres betrat Terrence Tumpey, Forscher am Centers for Disease Control and Prevention in Atlanta, einen Raum auf dem gegenüberliegenden Korridor seines Büros und zog sich vollständig aus. Er zog einen Baumwollkittel und einen Einwegkittel an, zwei Paar Latexhandschuhe und eine Kopfbedeckung mit einem durchsichtigen Plastikschild, das sein Gesicht umschloss, sowie einen Schlauch, der hinten zu einem an der Taille befestigten Filterset führte. Er ging durch eine weitere Tür und einen Flur entlang zu einem großen, aufrecht stehenden Gefrierschrank. Neben dem Gefrierschrank war ein Netzhautscanner angebracht. Tumpey, der 1,80 m groß ist, bückte sich ein wenig, um seine Augen auf die Linse auszurichten. Mit digitaler Stimme forderte ihn der Scanner auf, nach vorne zu treten. Tumpey kam der Aufforderung nach. "Identifizierung bestätigt", sagte der Scanner, und ein Schloss an der Gefriertruhe öffnete sich mit einem Klicken.

In der Gefriertruhe befinden sich Tabletts und Kisten mit "ausgewählten Wirkstoffen" - hochpathogene Mikroben, die nach dem Patriot Act nicht ohne Sondergenehmigung des Justizministeriums gehandhabt werden dürfen. Tumpey wischte den Reif von einer Kiste ab. Er war die einzige Person im CDC oder irgendwo sonst, die befugt war, mit diesem speziellen Erreger umzugehen: eine synthetische Version eines Grippevirus, das vor fast einem Jahrhundert zwischen 20 und 50 Millionen Menschen getötet hatte. Er packte die Kiste in einen Sicherheitsbehälter, duschte und kleidete sich wieder an und trug den Behälter durch sichere Korridore in ein anderes Gebäude des CDC, wo er eine weitere Reihe von Räumen betrat und sich erneut nach den Protokollen der Biosicherheitsstufe 3+, der zweithöchsten Stufe der Biosicherheit, umkleidete. In den nächsten Stunden spritzte er das Virus in die Nasenlöcher von Labormäusen. Er war sich recht sicher, dass sie alle bald sterben würden.

Eine Grippe kann eine echte Qual sein. Der Kopf dröhnt, die Muskeln schmerzen, man liegt in einem Bett des Elends, umgeben von klammen Büscheln benutzter Taschentücher, die man zu müde ist, sie aufzuheben. Jedes Jahr stecken sich 5 bis 20 Prozent der amerikanischen Bevölkerung mit einem Grippevirus an. Ältere Menschen, Kleinkinder und Menschen mit bestimmten Erkrankungen haben ein höheres Risiko für schwerwiegende Komplikationen, und jedes Jahr sterben etwa 36.000 von ihnen. Alle paar Jahrzehnte tritt ein besonders virulenter Stamm auf und verursacht eine weltweite Pandemie. Im 20. Jahrhundert gab es Grippepandemien in den Jahren 1918, 1957 und 1968. Die letzten beiden töteten zwei Millionen bzw. 700.000 Menschen - auch hier waren die meisten Opfer unter den Jungen, Alten und Schwachen zu beklagen.

Das Grippevirus von 1918 ist aber aus zwei Gründen bemerkenswert. Erstens verursachte es die vielleicht tödlichste Seuche in der Geschichte der Menschheit. Im Herbst desselben Jahres verbreitete es sich über den ganzen Planeten und befiel perverser weise auch junge gesunde Erwachsene. Sobald sich das Virus in ihren Lungen eingenistet hatte, löste es ein Chaos aus Entzündungen, Blutungen und Zelltod aus. Der Versuch, Luft in diese Lungen zu saugen, war wie das Atmen durch Fleisch. Viele der Erkrankten starben innerhalb weniger Stunden, nachdem sie zuerst nur ein leichtes Fieber verspürt hatten. Andere erlagen langsamer einer bakteriellen Sekundärinfektion. Im Frühjahr des folgenden Jahres war das Virus auf eben solch mysteriöse Weise verschwunden, wie es gekommen war.

Der zweite und in gewisser Weise noch bemerkenswertere Aspekt des Grippevirus von 1918 ist, dass es wieder zum Leben erweckt wurde. Im Oktober gab ein Team von Wissenschaftlern, darunter Tumpey, bekannt, dass sie den ausgestorbenen Organismus anhand seines genetischen Codes neu erschaffen haben - im Wesentlichen das Szenario aus dem Film "Jurassic Park", wenn auch auf mikrobieller Ebene. In dem Film führt die eigennützige Wiederbelebung von Dinosauriern durch die Wissenschaftler zu Chaos und Tod. Tumpey und seine Kollegen hoffen, dass ihre wiederauferstandene Mikrobe dazu beiträgt, eine Katastrophe zu verhindern, und nicht, sie zu verursachen. Sie wollen wissen, warum die Grippe von 1918, die als Virus in Wildvögeln begann, zu einer Form mutierte, die leicht von Mensch zu Mensch übertragen werden konnte. Diese Frage beschäftigt die Grippeexperten seit 1997 - seit dem ersten tödlichen Fall der Vogelgrippe in Hongkong, die seitdem mehr als 70 Menschen in Asien getötet hat. Bislang haben sich alle Opfer wahrscheinlich durch den Umgang mit infiziertem Geflügel angesteckt und nicht durch andere Menschen. Wie nahe ist das Virus daran, die gleiche tödliche Grenze zu überschreiten wie das Virus von 1918? Was können wir von dem Virus, das die große Pandemie verursacht hat, lernen, um eine weitere Pandemie zu verhindern?

Die Risiken, die mit dem Versuch verbunden sind, solche Fragen zu beantworten, sind extrem schwer zu kalkulieren, denn das Experiment hat keinen Präzedenzfall. Im Grunde genommen haben Tumpey und seine Kollegen einen Serienmörder aus dem Grab geholt, damit er gegen einen anderen aussagen kann. Wie gefährlich ist das Virus von 1918 für die heutige Bevölkerung? Sein genetischer Code befindet sich jetzt in öffentlichen Datenbanken, von denen andere Forscher ihn herunterladen können, um Experimente durchzuführen. Wissenschaftler der Universität von Wisconsin und des National Microbiology Laboratory in Kanada haben bereits zusammengearbeitet, um das Virus anhand der öffentlich zugänglichen Sequenz zu rekonstruieren. Wie einfach wäre es für einen Bioterroristen, dieselben Informationen für böswillige Zwecke zu nutzen?

"Geben Sie mir 100.000 Dollar und zwei Monate Zeit, dann kann ich es hier in meinem Labor nachbauen", sagt Earl Brown, ein Grippeforscher, der sich an der Universität von Ottawa auf die Evolution der Virulenz spezialisiert hat. "Man könne sie nicht von der echten Grippe unterscheiden, die es vor hundert Jahren gab. Würde sie genauso tödlich sein wie 1918? Wahrscheinlich schon. Aber man möchte das nicht wirklich herausfinden wollen. Man will das 'Ding' nicht ein zweites Mal aktiv erleben."

Terrence Tumpey lässt sich von solchem Gerede nicht beeindrucken. Selbst wenn das Virus in die Bevölkerung gelangen sollte, würde es seiner Meinung nach weit weniger Krankheiten verursachen als 1918. Und er ist sich sicher, dass es nicht nach außen dringt, zumindest nicht aus seinem Labor beim CDC. Aber was auch immer die Gefahr sein mag, die von dem Virus in seiner Gefriertruhe ausgeht, es ist der buchstäblich lebende Beweis dafür, dass die Wissenschaft in eine ungewisse neue Welt vorgestoßen ist, in welcher der Drang, das Leben auf seiner grundlegendsten Ebene zu verstehen, Mittel hervorgebracht hat, vieles zu erschaffen.

Die Wiederauferstehung des Grippevirus von 1918 ist eine Teamleistung, bei der die Ressourcen des CDC in Atlanta, eines obskuren Pathologielabors des Militärs außerhalb von Washington, D.C., einer angesehenen Gruppe von Grippeexperten an der Mount Sinai School of Medicine in New York und eines älteren Schweden zum Einsatz kamen. Auch wenn die Geschichte schon oft erzählt wurde, ist es unmöglich, nicht mit dem Schweden zu beginnen. 1950 war Johan Hultin, damals 25-jähriger Doktorand an der Universität von Iowa, auf der Suche nach einem Thema für seine Doktorarbeit, als er von einem Gastvirologen hörte, dass die einzige Möglichkeit, das Rätsel der Pandemie von 1918 zu lösen, darin bestünde, das Virus aus einem Opfer zu bergen, das im Permafrostboden vergraben worden war. Hultin hatte plötzlich sein Thema.

Nach einiger Planung fand er in der abgelegenen Siedlung Brevig Mission auf der Seward-Halbinsel in Alaska einen scheinbar idealen Ort. Innerhalb von nur fünf Tagen starben im November 1918 72 der 80 Einwohner von Brevig und wurden später in einem Massengrab beigesetzt. Hultin ging allein dorthin, holte die Erlaubnis ein, das Grab auszuheben, und stieß nach zwei Tagen Hacken im gefrorenen Boden auf die konservierte Leiche eines kleinen Mädchens in einem blauen Kleid mit roten Schleifen im Haar. Er und einige Kollegen fanden schließlich vier weitere Leichen und schnitten Proben aus ihren pockennarbigen und gespickten Lungen heraus, die sie mit Trockeneis aus Feuerlöschern gefroren hielten.

Zurück in Iowa injizierte Hultin eine Lösung des Lungengewebes in befruchtete Hühnereier - eine Standardmethode zur Anzucht von Grippeviren - und impfte Mäuse, Ratten und schließlich Frettchen, die eine besondere Anfälligkeit für menschliche Grippe haben. Nichts funktionierte. Wenn das Virus überhaupt vorhanden war, dann war es tot. Das galt auch für Hultins Doktorarbeit. Er gab auf, absolvierte ein Medizinstudium und machte eine erfolgreiche Karriere als Pathologe in San Francisco. In seiner Freizeit reiste er durch die ganze Welt, erfand Autosicherheitsausrüstungen, restaurierte archäologische Stätten, baute eine Nachbildung einer norwegischen Hütte aus dem 14. Jahrhundert in den Sierras (dafür brauchte er 36 Jahre) und forschte auf dem Mount Everest. Aber er hat nie das eine Mal in seinem Leben vergessen, als er gescheitert ist.

Jeffery Taubenberger, der Mann, der am meisten für die Wiederbelebung des Grippevirus von 1918 verantwortlich ist, sah ein wenig krank aus. Sein Gesicht war blass, seine Augen waren gerötet, und er hatte die Nudeln, die er zum Mittagessen bestellt hatte, kaum angerührt. Er zog ein Taschentuch hervor und nieste heftig.

"Es gibt kein Atemwegsvirus auf der Welt, das ich nicht verstärken möchte", sagte er mir. "Wäre ich 1918 am Leben gewesen, wäre ich jetzt tot."

Taubenberger ist Vorsitzender der Abteilung für Molekularpathologie des Armed Forces Institute of Pathology in Rockville, Md. Seine Abteilung war in den frühen 90er Jahren dabei, Fachwissen zu entwickeln, um winzige Teile des genetischen Codes aus verwesendem Fleisch zu bergen. Wie Gina Kolata in ihrem Buch "Grippe" beschreibt, beschloss Taubenberger 1995, in den konservierten Lungenproben des A.F.I.P.-Gewebespeichers, der etwa drei Millionen pathologische Proben aus der Zeit des Bürgerkriegs enthält, nach dem Virus von 1918 zu suchen. Seine Techniken waren weit fortgeschrittener als alles, was Hultin zur Verfügung stand, und sein Ziel war auch bescheidener. Taubenberger wusste, dass Grippeteilchen zu instabil sind, um in einem gefrorenen Leichnam intakt zu bleiben, und deshalb wollte er nur einen Rest des genetischen Codes des Virus finden, vielleicht genug, um herauszufinden, was es so ansteckend machte. Doch anderthalb Jahre lang scheiterte auch er. Schließlich, als Taubenberger kurz davor war, aufzugeben, fand er in der Lunge eines Soldaten ein winziges Fragment Identität der tödlichen Grippe, das wie der nach oben gerichtete Rand eines höhnischen Mundes aussah.

"Von diesem Moment an wurde ich der Verwalter dieses Virus", sagte Taubenberger. "Ob es mir gefiel oder nicht, ich war verpflichtet, die ganze Sache zu bekommen."

Taubenberger ist ein stämmiger, attraktiver Mann Mitte 40, mit großen, dunklen Augen und einer ruhigen, präzisen Art zu sprechen. Er sieht ein bisschen aus wie Frodo, der Hobbit in der Verfilmung von "Der Herr der Ringe", wenn man sich einen Frodo mittleren Alters vorstellen kann, der eine Paisley-Krawatte und ein Oxford-Hemd trägt und ein Mobiltelefon an seinem Gürtel befestigt hat. Wie Tolkeins Held scheint Taubenberger sowohl von seiner Suche besessen als auch ein wenig müde zu sein, diese Last zu schultern. Die Spur des Virus in der Lunge des Soldaten war unvorstellbar schwach. Doch mithilfe der sogenannten Polymerase-Kettenreaktion (PCR), einer gängigen Methode zur Vervielfältigung eines DNA-Signals in einer Probe, konnten er und seine Kollegin Ann Reid einen Strang herausfischen, der groß genug war, um ihn zu sequenzieren; dann benutzten sie diese Sequenz als Haken, um einen weiteren Strang herauszufischen, dann einen weiteren, wobei sich nach und nach Stücke überlappten, die an ihren Enden zusammenpassten, um immer längere und zusammenhängendere Stücke zu bilden.

"Wir mussten die PCR-Methode bis zu ihrer ultimativen Nachweisgrenze optimieren", so Taubenberger. "Das war nicht einfach. Es war schmerzhaft. Alles, was wir hier taten, war schmerzhaft."

Fast sofort stießen er und Reid auf ein weiteres Problem: Ihnen ging das Rohmaterial aus. Dann, eines Tages im Jahr 1997, erhielt er aus heiterem Himmel einen Brief. Er stammte von Johan Hultin, damals 72 Jahre alt, der in der Zeitschrift Science von Taubenbergers Anfangserfolg gelesen hatte. Er erzählte Taubenberger von seiner Expedition zum Massengrab in Brevig im Jahr 1951 und sagte, er wäre bereit, zurückzugehen und erneut zu versuchen, das Virus zu finden. Hultin sagte, er würde die Kosten für die Expedition selbst tragen. Wenn er scheitern sollte, brauchte niemand zu wissen, dass dies jemals geschehen war.

Und so kehrte Johan Hultin nach Brevig zurück - eine große, graubärtige Gestalt, die unangekündigt auftauchte und die Gartenschere seiner Frau bei sich trug, um sie beim Schneiden von Knochen zu benutzen. Nachdem er sich eine neue Erlaubnis eingeholt hatte, öffnete er das Grab erneut und fand am vierten Tag der Ausgrabung die Leiche einer fettleibigen Frau, deren Lungen gut erhalten waren, da sie durch ihr Fett gegen das gelegentliche Auftauen des Bodens isoliert waren. Er kehrte mit Proben ihrer Lunge und anderer Organe nach Hause zurück und schickte sie an Taubenberger. Die gesamte Expedition dauerte fünf Tage.

"Zehn Tage später rief er mich an", sagt Hultin über das Gespräch mit Taubenberger. "Ich war in meiner Hütte in den norwegischen Bergen. 'Wir haben das Virus'", sagte er. "Ich hatte 50 Jahre lang darauf gewartet, das zu hören."

Ein Grippeteilchen ist eine Kugel mit einem Durchmesser von etwa einem Millionstel mm, die nur acht unverbundene Gensegmente enthält. Seine Oberfläche ist mit einem Dickicht von Stacheln bedeckt, ähnlich einer Klette. Die Stacheln bestehen aus einem Protein namens Hämagglutinin, das sich an Rezeptoren auf der Oberfläche von Zellen in den Atemwegen festsetzt, ähnlich wie die hakenförmigen Stacheln einer Klette sich an Fasern im Hosenbein festsetzen, wenn man durch hohes Gestrüpp läuft. Zwischen den Stacheln befinden sich einige andere, pilzartige Ausstülpungen eines anderen Proteins, der Neuraminidase. Diese beiden Oberflächenproteine bestimmen die Identität des Virus - das Gesicht, das unser Immunsystem sieht und angreift. Es sind sechzehn "Geschmacksrichtungen" von Hämagglutinin bekannt, und neun von Neuraminidase. Die verschiedenen großen Grippefamilien sind Kombinationen aus beiden, daher die Bezeichnung "H5N1" für die aktuelle Bedrohung. Das Virus von 1918 ist "H1N1" - die Mutter aller Grippeviren.

Grippeviren mutieren sehr schnell, und jede Saison gibt es eine etwas andere Version. Aber Ihr Immunsystem bewahrt die Erinnerung an frühere Begegnungen mit einem Grippevirus, die jedes Mal wieder hervorgeholt werden, wenn unser System auf eine neue Grippeinvasion reagiert, wie alte Fotos aus dem hinteren Teil eines Schranks. Sehr selten kommt es vor, dass ein Virus ein Oberflächenprotein trägt, das unser Immunsystem noch nie gesehen hat. Dies geschieht häufig, wenn ein einziger Wirt - das kann ein Schwein, aber auch ein Mensch sein - gleichzeitig mit zwei Grippestämmen infiziert wird, von denen der eine aus einer Säugetierlinie und der andere aus einer Vogellinie stammt. Im Inneren des Wirts werden die acht Gensegmente der beiden Stämme nach dem Zufallsprinzip in neuen Konfigurationen gemischt, wie die Symbole im Fenster eines Spielautomaten. Wenn eine dieser Konfigurationen sowohl krankheitserregend als auch von Mensch zu Mensch übertragbar ist, ist der Jackpot geknackt: es entsteht eine Pandemie. Die Pandemien von 1957 und 1968 sind wahrscheinlich beide durch diese Art von "Reassortierung" entstanden. Lange Zeit glaubten die meisten Wissenschaftler, dass dieselbe Art von Genverschiebung auch die weitaus verheerendere Pandemie von 1918 auslöste.

Bei seiner Suche nach der Ursache für die Virulenz der Grippe von 1918 konzentrierte sich Taubenberger zunächst auf das Hämagglutinin-Gen. Saisonale Grippeviren beschränken sich normalerweise auf die Atemwege, da das Hämagglutinin-Protein von einem dort vorhandenen Enzym in der Mitte gespalten werden muss, bevor es eine Zelle infizieren kann. Einige Formen der Vogelgrippe - darunter auch H5N1, das uns jetzt bedroht - tragen jedoch eine spezifische Mutation in ihrem Hämagglutinin-Gen, die es anderen, allgegenwärtigen Enzymen ermöglicht, das Protein zu spalten, sodass das Virus tiefer in Zellen der Lunge oder sogar in anderen Organen eindringen kann. Taubenberger suchte nach der gleichen tödlichen Mutation im Hämagglutinin-Gen des Virus von 1918, aber sie war nicht vorhanden. Nach Monaten weiterer Arbeit entschlüsselten er und Reid das Gen für Neuraminidase. Auch hier gab es noch keinen Hinweis darauf, warum dieses Virus so tödlich war.

Dasselbe galt für das nächste Gen und das übernächste. Ein Jahr verging, dann ein weiteres. Die genetische Sequenz des Virus, die sich allmählich herauskristallisierte, enthüllte keine Besonderheit, die das Geheimnis seiner Virulenz hätte lüften können, sondern wirkte erschreckend normal. Von der Kette mit etwa 4.000 Aminosäuren, aus denen seine Proteine bestehen, unterschieden sich nur 25 oder 30 von einer gewöhnlichen, nicht-virulenten Vogelgrippe. Die Grippe von 1918 entstand also nicht aus einer Neukombination von Genen, die sowohl von Vögeln als auch von Säugetieren stammten, wie die Viren, die spätere Pandemien auslösten, sondern war höchstwahrscheinlich zunächst ein an Vögel angepasster Stamm, der sich mit nur einer Handvoll Mutationen in Menschen einnistete. Für Grippeforscher und Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens unterstreicht die Ähnlichkeit der Sequenz von 1918 mit der von gewöhnlichen Vogelgrippeviren die Tatsache, dass es für einen virulenten Stamm wie H5N1 mehr als einen Weg gibt, den Sprung zu schaffen und von Mensch zu Mensch übertragbar zu werden. Taubenberger zufolge legt dies eine neue Strategie für die Überwachung nahe, die darin besteht, eine lokale Variante des Virus zu identifizieren und zu isolieren, die kurz davor steht, ein vollständiges Komplement der wesentlichen Mutationen zu erwerben, sodass sie nicht mehr eingedämmt werden kann.

Was die genetische Sequenz des Virus von 1918 jedoch nicht verriet, war, warum das Virus so rücksichtslos tötete oder wie es den entscheidenden Sprung zur Übertragbarkeit schaffte. Um diese Fragen zu beantworten, mussten sie einen dramatischeren Schritt wagen. "Jeff hat zehn Jahre seines Lebens damit verbracht und er fand nichts über die Pathogenität", sagt Robert Webster, ein bekannter Grippeforscher am St. Jude Children's Research Hospital in Memphis. "Da haben wir gemerkt, dass die Sequenz nicht ausreicht. Es war notwendig, das verdammte Ding zusammenzusetzen".

Ob notwendig oder nicht, die Tatsache, dass es möglich geworden war, reichte wahrscheinlich aus, um sicherzustellen, dass es getan werden würde. In der Biologie ist die Richtung, die durch das Mögliche bestimmt wird, abwärts gerichtet, hin zur Erforschung von immer geringeren Komplexitätsgraden. Die Entwicklung begann mit den Alten, die zuerst den menschlichen Körper öffneten, um seine Organe und ihre Funktionen zu erforschen. Mit der Entwicklung des Mikroskops im 17. Jahrhundert wurde es möglich, die Anatomie und das Verhalten der Gewebe und Zellen zu beobachten, aus denen die Organe bestehen, und mit späteren Fortschritten auch die Proteine, die die Zellen aufbauen und ihre Funktionen bestimmen. Im letzten Jahrhundert gelangten wir auf die Ebene der Gene, welche die Proteine ins Leben rufen. Erst im letzten Jahrzehnt wurde es durch die automatisierte Sequenzierung möglich, unter den Genen die einzelnen Buchstaben der DNA zu sehen, die das gesamte Genom eines komplexen Organismus, einschließlich unseres eigenen, bilden.

Dies ist die unterste Stufe der biologischen Hierarchie, das Fundament, auf dem alles Leben auf dem Grundstein der trägen Information ruht. Nun, da wir so weit hinabgestiegen sind, ist es möglich, diese Informationen zu nutzen, um umzukehren und wieder aufzusteigen und nicht nur zu versuchen, das Leben zu verstehen, sondern es neu zu erschaffen oder zu erfinden - zunächst einfache Viren, aber bald auch Bakterien und andere komplexere Organismen. Die Wiederauferstehung der Grippe von 1918 verkörpert diesen Wendepunkt. Es ist nicht das erste Virus, das aus seinem genetischen Code rekonstruiert wurde. Aber es ist bisher das größte, das bös-artigste und das einzige, das aus einer Zeit ins Leben zurückgeholt wurde, von der wir so viel weniger wussten und ihm so viel mehr ausgeliefert waren.

Das Wunder ist nicht, dass Wissenschaftler dieses "verdammte Ding" aus seinem genetischen Code rekonstruieren konnten. Das Wunder - und für manche auch die Angst - ist, dass sie dies mit so wenig Aufwand und Kosten tun konnten. Biolieferanten setzen Synthesemaschinen ein, um winzige DNA-Stücke nach der Buchstabenfolge des Viruscodes herzustellen. In Lösung gebracht, fügen sich diese chemischen Schnipsel auf natürliche Weise zu längeren Stücken zusammen. Mithilfe eines Kopierenzyms, das eventuelle Lücken schließt, fügen sich die DNA-Moleküle zu einem vollständigen Gen zusammen, das in einen stabilen kleinen DNA-Kreis, ein sogenanntes Plasmid, eingefügt werden kann - sozusagen zum Mitnehmen verpackt. Wenn man Plasmide hat, die alle acht Grippe-Genabschnitte enthalten, ist es ziemlich einfach, sie zusammen mit einigen Grippeproteinen in eine Zelle zu injizieren und der Natur ihren Lauf zu lassen.

Diese Methode, Grippeviruspartikel aus reinem Code zu bauen, ist eine clevere Anwendung des Ansatzes zum Verständnis des Lebens, der als "reverse Genetik" bezeichnet wird - das heißt, ein Gen zu betrachten, um seine Funktion herauszufinden, und nicht umgekehrt. Es handelt sich dabei jedoch nicht um eine spektakuläre Erkenntnis oder einen technologischen Durchbruch. Die Methode beruht auf relativ routinemäßiger Molekularbiologie und wurde unabhängig voneinander von zwei verschiedenen Grippeteams entwickelt, von denen eines an der Mount Sinai School of Medicine in New York und das andere an der Universität von Wisconsin tätig ist. Peter Palese vom Mount-Sinai-Team nahm Kontakt zu Jeffery Taubenberger auf und schlug ihm vor, den Bauplan für das Virus zu liefern, während Mount Sinai als Teilefabrik fungieren und die Gene zusammensetzen würde. Ein anderes Labor, das über die für die Arbeit mit hochinfektiösen Erregern erforderlichen Biosicherheitseinrichtungen verfügt, würde als Endmontagewerk rekrutiert werden. Diese Aufgabe würde Terrence Tumpey vom CDC zukommen.

Das Team brauchte nicht einmal darauf zu warten, dass Taubenberger die gesamte Sequenz des Virus von 1918 fertigstellte, um mit der Prüfung seiner Virulenz zu beginnen. Im Jahr 2001 rekonstruierten Adolfo Garcia-Sastre und Christopher Basler, ebenfalls am Mount Sinai, nur die Gene für die beiden kritischen Oberflächenproteine und schickten sie an Tumpey, der zu dieser Zeit am Southeast Poultry Research Laboratory in Athens, Georgia, arbeitete. Er machte sich die angeborene Fähigkeit der Influenza zunutze, Gene aus zwei Stämmen zu mischen und zu kombinieren, und kombinierte die beiden 1918er Gene mit anderen aus einem harmlosen Laborstamm, um einen vollständigen Satz herzustellen. Tumpey infizierte einige Labormäuse, die normalerweise von der menschlichen Grippe kaum betroffen sind. Fünf Tage später kam er gegen 11 Uhr nachts ins Labor, um den Verlauf der Krankheit zu überprüfen. Alle Mäuse waren tot.

Wenn man ihn fragt, wie es ist, mit einem Infektionserreger umzugehen, der vielleicht 50 Millionen Menschen getötet hat, blickt er einen nur an und zuckt mit den Schultern. Aber diese erste Demonstration der Macht des Virus hat ihm deutlich zugesetzt.

"Mir lief es buchstäblich eiskalt den Rücken hinunter", sagte er mir. "Ich wusste, dass ich dieses fantastische Virus hatte, und dass ich irgendwann in der Lage sein würde, das Ganze zusammenzusetzen."

Er musste nicht mehr lange warten. Es dauerte fast 50 Jahre, bis er eine Spur des Virus in konserviertem Gewebe fand, und fast 10 Jahre, bis Taubenberger seinen Code sequenzierte und Anfang letzten Jahres das letzte von drei Genen, die die Replikationsmaschinerie des Virus steuern, fertigstellte. Von diesem Zeitpunkt an benötigte die Mount Sinai-Gruppe nur noch wenige Monate, um den Code in tatsächliche Gene umzuwandeln, und in Tumpeys Labor waren es nur noch wenige Tage, bis sich die Gene zu lebensfähigen Viruspartikeln zusammensetzten und in die umgebende Lösung ausbrachen.

Tumpey und seine Kollegen waren sich bewusst, dass die Wiedereinführung eines so tödlichen Erregers zu Kontroversen führen würde. Aber er war sich ziemlich sicher, dass er die Grundlagen geschaffen hatte, um die Entscheidung zu verteidigen, indem er Genehmigungen von höchster Stelle beim CDC und dem National Institute of Allergy and Infectious Diseases, das die Arbeit finanziert hatte, eingeholt hatte. Er hatte Experimente durchgeführt, die zeigten, dass Mäuse durch den aktuellen Grippeimpfstoff für Menschen und durch das antivirale Medikament Tamiflu vor dem Virus geschützt waren. Da ein Virus, das von dem von 1918 abstammt, seit 1977 in der Bevölkerung zirkuliert, ist Tumpey jedenfalls zuversichtlich, dass jeder Mensch zumindest eine Teilimmunität gegen das Virus von 1918 selbst besitzt.

Nicht jeder ist so zuversichtlich wie Tumpey. "Ich glaube, dass diese Forschung nicht hätte durchgeführt werden dürfen", sagt Richard Ebright, Forscher am Howard Hughes Medical Institute der Rutgers University. "Sollte dieses Virus versehentlich oder absichtlich freigesetzt werden, ist es praktisch sicher, dass die Sterblichkeitsrate höher ist als bei der saisonalen Grippe, und es ist durchaus möglich, dass die Gefahr einer Pandemie, die täglich in den Nachrichten zu lesen ist, Wirklichkeit wird."

Weder Terrence Tumpey noch Richard Ebright wissen wirklich, wie anfällig die heutige Bevölkerung für das wiederauferstandene Virus wäre. Niemand weiß es. Diese Ungewissheit scheint den Wert des Virus als Biowaffe zu begrenzen. Theoretisch könnte jeder, der böse Absichten hegt und über die nötige Ausbildung in Molekularbiologie verfügt, das Virus anhand der im Internet veröffentlichten Sequenz nachbilden. Aber warum sollte ein vernünftiger Bioterrorist einen solchen Aufwand betreiben, um eine Waffe zu entwickeln, die vielleicht nicht mehr Schaden anrichtet als ein saisonales Grippevirus, oder die, wenn sie sich als unvermindert virulent erweist, seine eigenen Leute ebenso wahllos tötet wie seine Feinde?

Andererseits ist gesunder Menschenverstand keine Voraussetzung für die Mitgliedschaft in einer terroristischen Vereinigung. Auch eine versehentliche Freisetzung des Virus ist nicht auszuschließen. Zwar zweifeln nur wenige an der Erfahrung und dem Fachwissen des CDC bei der Eindämmung gefährlicher Mikroben, doch werden auch andere Labors mit dem Virus arbeiten, und es gibt genügend Präzedenzfälle für Unfälle, die sich unter strengen Biosicherheitsmaßnahmen ereignet haben, darunter die Freisetzung des SARS-Virus in den letzten Jahren aus drei verschiedenen Labors in Asien, die zu einem Todesfall führte. Der Grund dafür, dass diejenigen unter uns, die 1918 nicht dabei waren, immer noch eine gewisse Immunität gegen diesen Pandemiestamm haben, liegt darin, dass ein relativ harmloser Nachfahr des H1-Typs 1977 wieder in die Umwelt eingeschleppt wurde, wahrscheinlich durch einen 'Unfall' in China oder Russland.

Angesichts der potenziellen Gefahr gehört Robert Webster, der angesehene Grippeforscher, der die Rekonstruktion unterstützt hat, zu denjenigen, die sagen, dass es besser wäre, künftige Forschungen zum Virus von 1918 unter Bedingungen der Biosicherheitsstufe 4 durchzuführen - der höchsten Sicherheitsstufe, die für die Arbeit mit tödlichen Mikroorganismen wie dem Ebola-Virus und den Pocken gilt. Derzeit verfügen jedoch nur vier Einrichtungen in den USA über funktionierende BSL-4-Einrichtungen, darunter auch das CDC. Die Einführung solcher Beschränkungen würde den Fortschritt der Forschung zwangsläufig verlangsamen.

Dies ist etwas, das wir uns nicht leisten können, wie unter anderem Terrence Tumpey betont. Anfang dieses Monats gab es eine außergewöhnliche Häufung von Fällen des H5N1-Virus, darunter vier Todesfälle in der Türkei, die ersten außerhalb Ostasiens. Alle Opfer haben sich offenbar durch den Verzehr oder den Umgang mit infiziertem Geflügel angesteckt. Die meisten Grippeforscher befürchten jedoch, dass mit der zunehmenden Verbreitung des Virus auch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass es irgendwann durch eine Reihe zufälliger Mutationen über die Grenze der Übertragbarkeit hinausgeht und eine Pandemie auslöst. Alle sind sich einig, dass es irgendwann zu einer weiteren Pandemie kommen wird - wenn nicht von diesem Stamm, dann von einem anderen, der vielleicht noch nicht einmal überwacht wird. Die beste Hoffnung, seine Auswirkungen einzudämmen, besteht darin zu verstehen, wie er funktioniert. Was sind seine Infektions- und Replikationsmechanismen? Wie unterläuft er die Immunreaktion des Wirts und springt von einem eroberten Wirt zu einem neuen?

Nach Tumpeys Ansicht ist das Virus von 1918 der Hauptzeuge in einem Mordprozess, und die Befragung sollte ohne unnötige Hindernisse ablaufen. Taubenbergers Sequenz kann dabei helfen, die zu stellenden Fragen aufzuzeigen. Experimente mit einzelnen Genen können einige mögliche Antworten vorschlagen. Aber nur das lebende Virus kann die ganze Wahrheit ans Licht bringen. Die erste Runde der Befragung ist bereits im Gange. Mit Hilfe der reversen Genetik können Tumpey und seine Kollegen den Beitrag eines bestimmten Gens zur Pathogenität des Virus testen, indem sie ein beliebiges Ziel-Gen im Virus von 1918 durch sein Komplement aus einem harmlosen Stamm ersetzen und dann die Auswirkungen auf die Potenz des Virus messen. Als er das Hämagglutinin-Gen von 1918 durch ein Gen eines harmlosen saisonalen Grippevirus ersetzte, vermehrte sich das Virus in Mäusen mit weniger als einem 1100stel der Rate; dies war der endgültige Beweis für die wesentliche Rolle, die dieses Gen bei der Virulenz spielt. Tumpey wusste bereits, dass das Virus von 1918 keines der wirtseigenen Enzyme braucht, um das Hämagglutinin-Protein zu spalten, damit das Virus eine Zelle infizieren konnte. Als er jedoch ein 1918-Virus ohne sein eigenes Neuraminidase-Gen erzeugte, ging diese Fähigkeit verloren, was zeigt, dass das Virus seinen eigenen Spaltungsmechanismus über dieses Gen in den Wirt brachte, wie ein Metzger, der sein eigenes Messer mitbringt. In der Zwischenzeit hat die Gruppe von Peter Palese gezeigt, dass ein anderes Gen im Virus von 1918 besonders gut darin ist, den ersten Gegenangriff des menschlichen Immunsystems abzuschwächen.

"Es sind perfekte Gene, die zusammenarbeiteten und das Virus zu dem machen, was es war", sagt Palese. Dann lachte er ein wenig. "Oder was es ist."

Die Wissenschaftler können auch untersuchen, welche Rolle bestimmte Mutationen in den Genen des Virus für die Virulenz und die Übertragung spielen. Auch hier bietet Taubenbergers Sequenz Anhaltspunkte. Eines der großen Gene, die die Replikation steuern, trägt beispielsweise eine einzige Mutation, die nicht nur im Virus von 1918, sondern auch in allen menschlichen Grippeviren vorkommt. Aber keine Vogelgrippe hat diese Mutation - nicht einmal H5N1. Ist diese Mutation vielleicht notwendig, damit ein Vogelvirus von Mensch zu Mensch übertragbar wird? Durch die Kombination von reverser Genetik mit einigen anderen molekularen Tricks könnte man diese Mutation in das Gen einer nicht-virulenten Vogelgrippe einfügen, das Virus konstruieren und sehen, wie es sich verhält. Die ultimative Hoffnung solcher Experimente besteht darin, einen Hinweis darauf zu finden, wie sich das Virus ausbreitet oder tötet, und somit möglicherweise einen Weg zu finden, es lahmzulegen. Terrence Tumpey plant bereits Experimente mit mehreren Forschungsgruppen und Unternehmen, die das Virus von 1918 verwenden werden, um mögliche antivirale Medikamente zu testen, die einen universellen Mechanismus der Virulenz, wie die Bindung des Hämagglutinins an die Wirtszelle, blockieren. Diese Arbeit hat an Dringlichkeit gewonnen, da die H5N1-Grippe offenbar eine Resistenz gegen eines der beiden derzeit auf dem Markt befindlichen Grippemittel entwickelt hat.

Was vielleicht die aufschlussreichste Forschung ist, die er vorhat, ist sicherlich auch die gefährlichste. In Tumpeys Gefrierschrank befindet sich das wiederauferstandene Virus von 1918, das tödlich und hochgradig übertragbar ist. Er enthält auch Proben des H5N1-Virus, das tödlich, aber noch nicht übertragbar ist. Mit Hilfe der reversen Genetik stellt er sich "eine ganze Reihe von Experimenten" vor, bei denen die Gene dieser beiden Killer in verschiedenen Kombinationen kombiniert werden, um herauszufinden, ob eines von ihnen in der Lage ist, von einem infizierten Tiermodell, z. B. einem Frettchen, auf ein nicht infiziertes Tier zu übertragen. Auf diese Weise würde im Labor genau der pandemische Stamm entstehen, den die Forscher am meisten fürchten und der in der Natur jederzeit auftreten könnte. Laut Tumpey existieren die Pläne für diese Experimente bereits "auf dem Papier". Sie bedürfen natürlich zunächst einer vollständigen Genehmigung und müssen möglicherweise unter Bedingungen der Biosicherheitsstufe 4 durchgeführt werden, da wir keine Immunität gegen den rekombinanten Organismus besitzen würden.

Für Richard Ebright ist die Aussicht, dass das CDC oder ein anderes Labor "der Natur zuvorkommen" würde, unter allen Umständen beunruhigend. Auch andere Wissenschaftler und Bioethiker fordern eine unabhängigere, internationale Überprüfung und Kontrolle der weiteren Forschung am 1918-Virus und anderen synthetischen Krankheitserregern, die noch ausgeheckt werden sollen. Am Ende geht es natürlich darum, ob das, was wir lernen können, das Risiko rechtfertigt, diese Erreger ins Leben zu rufen. Während diese Debatte geführt wird, wird die Natur weiter ihre eigenen kreativen Experimente durchführen, ohne Rücksicht auf unsere Fähigkeiten, uns dagegen zu schützen.

Jamie Shreeve ist der Autor von "The Genome War: How Craig Venter Tried to Capture the Code of Life and Save the World". Sein letzter Artikel für das Magazin handelt von Chimären.

Link: https://www.nytimes.com/2006/01/29/magazine/why-revive-a-deadly-flu-virus.html

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Grüße



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Niemals haben wir "unser" Leben im Griff!

Die meisten von uns ziemlich gut, ohne es zu wissen.