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Ernst Schering Preis 2013

Die Schering Stiftung verleiht den Ernst Schering Preis 2013 an den Virologen Prof. Dr. Frank Kirchhoff, Direktor des Instituts für Molekulare Virologie am Universitätsklinikum Ulm. Kirchhoff erhält den mit 50.000 Euro dotierten Preis für seine wegweisenden Forschungen zur Entstehung der Immunschwächekrankheit AIDS und insbesondere für seine bahnbrechenden Erkenntnisse zur Evolution des HI-Virus. Seine Untersuchungen zum lentiviralen Nef-Protein, einem zentralen Zellmanipulator des HI-Virus, haben zur Aufklärung der Pathogenese von HIV/AIDS beigetragen. Aktuelle Erkenntnisse zu natürlichen Verstärkern der HIV-Infektion eröffnen neue Ansätze zur Prävention. Die Preisverleihung findet am 23. September 2013 in der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften in Berlin statt.

Prof. Dr. Reinhard Kurth, Vorsitzender des Stiftungsrats der Schering Stiftung, gratuliert Frank Kirchhoff zur Ehrung und begründet die Wahl der Schering Stiftung: „Frank Kirchhoff ist einer der überragenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der molekularen Virologie. Mit seiner Forschung hat er einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Übertragungen des HI-Virus geleistet und neue Möglichkeiten der Therapie und Prävention aufgezeigt.“

Zur Forschung von Frank Kirchhoff

Ein wichtiges Forschungsziel von Kirchhoff ist es herauszufinden, welche Faktoren zur effektiven Ausbreitung und zur hohen Virulenz von HIV-1 beitragen. Bis heute wurden insgesamt vier Gruppen von HIV-1 (M, N, O und P) beschrieben. Jede dieser Gruppen ist das Ergebnis einer unabhängigen Übertragung von Affenimmun-defizienzviren (SIVs) aus Schimpansen oder Gorillas auf den Menschen. Interessanterweise sind jedoch lediglich Gruppe M (major) Viren für die AIDS-Pandemie verantwortlich, die übrigen drei HIV-1 Gruppen sind selten und meist auf Westafrika beschränkt. Unterschiede in der Anpassung an den menschlichen Wirt könnten diese unterschiedliche Ausbreitung erklären. Kirchhoffs Forschungsgruppe fand heraus, dass ausschließlich HIV-1 M Stämme ein voll funktionsfähiges Vpu Protein entwickelt haben, welches humanes Tetherin (ein zellulärer Faktor, der die Virusfreisetzung hemmt) ausschaltet und CD4 (den primären viralen Rezeptor) zerstört, um die effektive Virusproduktion zu ermöglichen. Im Gegensatz dazu sind HIV-1 O und P nicht in der Lage Tetherin auszuschalten. Die seltenen Gruppe N-Viren zeigen geringe anti-Tetherin Aktivität, haben jedoch die Fähigkeit zum Abbau von CD4 verloren. Die einzige Ausnahme ist das zuletzt identifizierte Gruppe N-Virus, welches Tetherin ebenso effektiv ausschaltet wie pandemische Gruppe M-Viren. Somit scheinen sich die seltenen Gruppen von HIV-1 derzeit noch an den Menschen anzupassen und könnten sich möglicherweise in Zukunft effektiver ausbreiten. Kirchhoff ist weiterhin daran interessiert herauszufinden, warum viele Affenarten, die natürlicherweise mit SIV infiziert sind, nicht an AIDS erkranken. Es ist bekannt, dass die chronische Hyperaktivierung des Immunsystems die Entwicklung von AIDS vorantreibt. Kirchhoffs Forschungsgruppe erkannte, dass HIV-1 die T-Zellaktivierung verstärkt, während die meisten Immundefizienzviren ihr Nef-Protein benutzen, um die Aktivierung und den programmierten Zelltod von infizierten T-Zellen zu blockieren. Unterschiede in der Funktion des Nef-Proteins könnten somit dazu beitragen, dass HIV-1 AIDS verursacht, während SIVs in ihren natürlichen Affenwirten nicht zur Erkrankung führen. Ein besseres Verständnis der Gründe für die effektive Ausbreitung und hohe Virulenz von HIV-1 sollte helfen neue präventive und therapeutische Ansätze zu entwickeln.

Kirchhoffs zweites Forschungsgebiet ist die Isolierung, Charakterisierung und Weiterentwicklung körpereigener Verbindungen, welche die HIV Infektion beeinflussen. In Kooperation mit Prof. Wolf-Georg Forssmann (Hannover) haben er und seine Mitarbeiter dazu komplexe Eiweißbibliotheken aus natürlichen Quellen wie Blut, Sperma, Speichel oder Brustmilch untersucht. Diese Analysen haben zur Identifizierung einiger neuer HIV-Hemmstoffe geführt. Einer davon, als VIRIP bezeichnet, hemmt den Eintritt von HIV in die Wirtszelle mittels eines neuartigen Mechanismus, der Blockierung der Verankerung der Viruspartikel an der Zelle. Eine kooperative klinische Studie zeigte, dass optimierte VIRIP-Derivate die Vermehrung von HIV im Menschen hemmen ohne wesentliche Nebenwirkungen zu verursachen. Ein ähnlicher Ansatz wurde verwendet um Faktoren zu identifizieren, die die Effizienz der sexuellen Übertragung von HIV beeinflussen. Überraschenderweise fand Kirchhoffs Forschungsgruppe heraus, dass Sperma Fibrillen-bildende Eiweißfragmente enthält. Diese Fibrillen binden HIV-Partikel und verstärken deren Anheftung an Wirtzellen und die Virusinfektion. Sie stellen somit ein neues Ziel für die Prävention der HIV-Übertragung dar. Basierend auf dieser Entdeckung haben Kirchhoff und sein Kollege Jan Münch Substanzen entwickelt, die die Effektivität des retroviralen Gentransfers für Anwendungen in der Grundlagenforschung und Therapie verbessern sollten. Weiterhin weisen ihre aktuellen Forschungsergebnisse darauf hin, dass Fibrillen-bildende Eiweißfragmente im Sperma auch eine Rolle bei der Fruchtbarkeit spielen könnten. In laufenden Untersuchungen haben sie HIV-verstärkende Faktoren in Brustmilch und einen neuen Antagonisten des Chemokinrezeptor CXCR4 identifiziert. Letzterer hemmt nicht nur CXCR4-trope HIV-1 Stämme, sondern mobilisiert auch Stammzellen und hemmt die Wanderung von Krebszellen. Die Untersuchung „natürlicher“ Eiweißbibliotheken ermöglicht somit die Entdeckung von Faktoren, deren Bedeutung über HIV/AIDS hinausgeht.

Kurzvita vom Frank Kirchhoff

Frank Kirchhoff studierte Biologie an der Universität Göttingen und promovierte von 1988 bis 1991 am Deutschen Primatenzentrum über einen neuen HIV-2-Stamm. Im Anschluss wechselte er als Postdoc (1991-1994) ans New England Primate Research Center der Medizinischen Fakultät der Universität Harvard in Southborough, MA (USA), wo er sich schwerpunktmäßig mit AIDS-Lebendimpfstoffen und der Funktion des lentiviralen Nef-Proteins beschäftigte. 1994 gründete er am Institut für Virologie an der Universität Erlangen-Nürnberg seine eigene Forschungsgruppe. 2001 erhielt er den Ruf als Professor für Virologie an die Universität Ulm, wo er 2009 Direktor des neu gegründeten Instituts für Molekulare Virologie wurde. Kirchhoff erhielt zahlreiche Auszeichnungen für seine Arbeiten, darunter den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Jahr 2009. Er ist u. a. Mitglied der Nationalen Akademie der Naturforscher Leopoldina und des Nationalen AIDS-Beirats.

Frank Kirchhoff

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