Zeitschrift für Pharmakogenomik und Pharmakoproteomik

Abstrakt

Virusinfektionen der Atemwege und die Untergrabung der zellulären antioxidativen Abwehr

Narayana Komaravelli und Antonella Casola

Die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) ist Teil des normalen aeroben Zellstoffwechsels und beruht auf der Atmung und Oxidation von Nährstoffen zur Energiegewinnung. Niedrige ROS-Werte sind an der zellulären Signalübertragung beteiligt und werden vom zellulären antioxidativen Abwehrsystem gut kontrolliert. Erhöhte ROS-Werte aufgrund von Schadstoffen, Toxinen und Strahlenbelastung sowie Infektionen stehen im Zusammenhang mit oxidativem Stress, der Zellschäden verursacht. Mehrere Atemwegsviren, darunter das respiratorische Synzytialvirus (RSV), das humane Metapneumovirus (hMPV) und Influenza, induzieren eine erhöhte ROS-Bildung, sowohl intrazellulär als auch infolge einer erhöhten Rekrutierung entzündlicher Zellen an der Infektionsstelle. Sie verringern auch die Werte und/oder Aktivität antioxidativer Enzyme (AOE), was zu einem unausgewogenen oxidativ-antioxidativen Status und anschließenden oxidativen Zellschäden führt. Die Expression mehrerer AOE wird durch die Aktivierung des nukleären Transkriptionsfaktors NF-E2-verwandter Faktor 2 (Nrf2) durch Bindung an das in den AOE-Genpromotoren vorhandene antioxidative responsive Element (ARE) gesteuert. Während die Exposition gegenüber mehreren prooxidativen Reizen normalerweise zur Aktivierung von Nrf2 und Hochregulierung der AOE-Expression führt, sind virale Atemwegsinfektionen mit einer Hemmung der AOE-Expression/-Aktivität verbunden, die im Fall von RSV und hMPV mit einer verringerten nukleären Lokalisierung von Nrf2, verringerten Zellspiegeln und einer verringerten ARE-abhängigen Gentranskription einhergeht. Daher stellt die Verabreichung von Antioxidantien-Mimetika oder Nrf2-Induktoren potenziell praktikable therapeutische Ansätze für virusbedingte Erkrankungen dar, wie z. B. Atemwegsinfektionen und andere Infektionen, die mit einer verringerten zellulären antioxidativen Kapazität verbunden sind.