CRISPR-System hemmt Hepatitis-E-Virus

Einem Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum ist die Entwicklung eines neuartigen antiviralen Ansatzes gelungen: Mithilfe des CRISPR/Cas13-Systems konnte die Replikation des Hepatitis-E-Virus (HEV) in humanen Zellen selektiv reprimiert werden. Das Hepatitis-E-Virus gilt weltweit als eine der primären Ursachen für akute Virushepatitide, für die es bislang an spezifischen, hocheffektiven Therapeutika mangelt. Die Arbeitsgruppe der Abteilung für Molekulare und Medizinische Virologie demonstrierte nun das Potenzial dieses RNA-gerichteten CRISPR-Systems bei der Virusbekämpfung. Diese In-vitro-Ergebnisse eröffnen innovative Perspektiven für das Design zukünftiger antiviraler Interventionsstrategien.

Virusvermehrung gezielt blockiert

Fokus der Untersuchung bildet das CRISPR/Cas13d-System, welches im Gegensatz zur DNA-spezifischen Genschere Cas9 auf RNA-Ebene agiert. Durch die Programmierung des Cas13-Enzyms mittels maßgeschneiderter Guide-RNAs (crRNAs) lassen sich hochspezifische Regionen des Hepatitis-E-Virus-Genoms detektieren und spalten. „Unser Ansatz nutzt die Fähigkeit von Cas13, virale RNA gezielt zu erkennen und zu zerstören“, erklärt Dr. Yannick Brüggemann. In In-vitro-Zellkulturmodellen resultierte dieser Mechanismus in einer signifikanten Suppression der Virusreplikation sowie der Freisetzung infektiöser Virionen. Als besonders effektiv erwiesen sich crRNAs, die gegen den viralen Open Reading Frame 1 (ORF1) gerichtet waren; sie minimierten sowohl die Infektionsrate der Zellen als auch die virale Last drastisch. Die Vitalität der Wirtszellen blieb dabei vollständig erhalten. „Das zeigt, dass wir das Virus sehr spezifisch angreifen können, ohne die Zellen zu schädigen“, sagt Prof. Dr. Eike Steinmann.

Kombination weniger Bausteine reicht aus

Ein komplementärer Fokus der Studie lag auf der Identifikation einer minimalen Anzahl an crRNAs bei maximaler Abdeckung des viralen Variantenspektrums. Mittels bioinformatischer Sequenzanalysen wies das Team nach, dass ein Panel von lediglich drei bis vier differenzierten crRNAs ausreicht, um die Mehrheit der bekannten Hepatitis-E-Virusgenotypen sequenzspezifisch zu detektieren. Diese strategische Kombination zielt darauf ab, der hohen Mutationsrate und evolutionären Adaption des Virus präventiv zu begegnen. „Mit wenigen gezielten Bausteinen lässt sich eine breite Wirkung erzielen“, so Emely Richter.

Perspektiven für neue Therapien

Diese Studie liefert den experimentellen Machbarkeitsnachweis für CRISPR-basierte antivirale Interventionsstrategien zur Bekämpfung von Hepatitis E. Bis zu einer potenziellen klinischen Translation sind jedoch translationale Folgeuntersuchungen erforderlich, wobei der Fokus insbesondere auf der Optimierung sicherer und effizienter In-vivo-Applikationssysteme liegen muss.

Quelle

Ruhr-Universität Bochum (05/2026)