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Bakterielle Sekundärinfektionen mit Streptococcus pneumoniae folgen häufig auf eine Influenzavirusinfektion. Sie können eine Pneumonie bis hin zur Sepsis hervorrufen und die Morbidität- und Mortalitätsrate der Influenza erhöhen. Sowohl Influenzaviren als auch Pneumokokken exprimieren strukturell-ähnliche Neuraminidasen (NA), die sich funktionell ergänzen und maßgeblich zu diesem letalen Synergismus beitragen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, das therapeutische Potenzial von Neuraminidasehemmern (NAH: Oseltamivir und Zanamivir) auf die Koinfektion von Influenzaviren und Pneumokokken in vitro zu vergleichen.

Zunächst wurde die NAH-Empfindlichkeit von neun Pneumokokken-Stämmen und einem pandemischem Influenza-Isolat (pH1N1) gegenüber Oseltamivir und Zanamivir untersucht. Hierzu wurden Proteinpräzipitate der Pneumokokken durch Ethanolfällung hergestellt und in einem Fluoreszenztest deren NA-Aktivität bestimmt. Im nachfolgenden Hemmtest zeigte sich, dass Oseltamivir die Pneumokokken-NA (IC₅₀ von 1 µM) hemmen kann, während Zanamivir nicht wirkt. Diese Befunde wurden mit rekombinant-hergestellter NanA eines Pneumokokken-Stammes vom Serotyp 1 bestätigt. pH1N1 erwies sich als hochsensitiv gegenüber beiden NAH (IC₅₀ von 3 nM für Oseltamivir und 0,5 nM für Zanamivir).

Für die Untersuchungen zum Einfluss von NanA auf die Virusausbreitung wurde ein Koinfektionsmodell mit pH1N1 und rekombinanter NanA in A549-Zellen etabliert. Dazu wurden pH1N1-infizierte A549-Zellen mit und ohne rekombinanter NanA für 48 h inkubiert. Anschließend wurde der Virustiter im Überstand mittels Plaquetest sowie die Menge an viralem Nukleoprotein in den methanolfixierten Zellen immunohistochemisch bestimmt. Es zeigte sich, dass NanA den Virustiter signifikant erhöht und auch die Virusausbreitung unterstützt. Die Zugabe von Oseltamivir reduzierte den Virustiter bei Ab- und in Anwesenheit der bakteriellen NanA. Im Unterschied dazu verlor Zanamivir in Anwesenheit von NanA seine Wirkung, da die Zanamivir-resistente bakterielle NanA die Funktion der blockierten viralen NA übernahm und die Virusausbreitung weiterhin stattfinden konnte.

Diese Ergebnisse unterstützen die These, dass die NA der Pneumokokken die Influenzavirusausbreitung unterstützt. NAH, die sowohl die virale als auch die bakterielle NA hemmen, könnten zur Optimierung der Influenzatherapie beitragen.

Diese Arbeit wird gefördert vom Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Technologie aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (2011 FGR 0137).