Orthopoxvirus

Orthopoxviren sind behüllte, ziegelsteinförmige Virionen, die 250 nm lang und 200 nm breit sind. Sie bestehen aus vier strukturellen Elementen: dem Kern, den Lateralkörperchen und einer inneren sowie einer äußeren Membran (Virushülle). Der hantelförmige Kern umfasst eine Kernwand, welche die dsDNA und die assoziierten Proteine (Nukleokapsid) einschließt. Die innere Membran weist charakteristische Oberflächentubuli und -proteine auf.

Man unterscheidet zwei verschiedene infektiöse Virenpartikel:

• das intrazelluläre reife Virus (IMV) und
• das extrazelluläre umhüllte Virus (EEV)

Die intrazellulären Viren verfügen im Gegensatz zu den extrazellulären nur über die innere Membran.

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Vertreter der Gattung Orthopoxvirus sind u.a.:

• Affenpockenvirus
• Kamelpockenvirus
• Kuhpockenvirus
• Variola-Virus
• Vaccinia-Virus

Alle Vertreter der Orthopoxviren sind untereinander eng verwandt.

Die Virusproteine heften an die Glykosaminoglykane des Wirts, wodurch die Endozytose in die Wirtszelle induziert wird. Anschließend kommt es zur Fusion mit der Plasmamembran und zur Freisetzung des Kerns in das Zytoplasma. Im weiteren Verlauf können drei verschiedene Phasen unterschieden werden:

• frühe Phase
• intermediäre Phase
• späte Phase

In der frühen Phase werden die Gene im Zytoplasma durch die virale RNA-Polymerase transkribiert. Diese Phase der Expression beginnt schon etwa 30 Minuten nach der Infektion und endet damit, dass sich das gesamte virale Genom frei im Zytoplasma befindet. Im Rahmen der daran anschließenden intermediären Phase lösen die intermediären Gene etwa 100 Minuten nach der Infektion die DNA-Replikation aus. In der abschließenden späten Phase werden die restlichen (späten) Gene etwa 140 Minuten bis 48 Stunden nach der Infektion exprimiert. Während dieser Zeit werden alle notwendigen Strukturproteine gebildet.

In den zytoplasmatischen Viroplasmen erfolgt der finale Zusammenbau der Virionen, die zu diesem Zeitpunkt ein kugelförmiges und noch unreifes Partikel darstellen. Diese Virenpartikel reifen zu ziegelsteinförmigen intrazellulären reifen Virionen (IMV) heran. Bei der Zelllyse werden die IMV-Virionen entweder freigesetzt oder werden mit einer zweiten Doppelmembran verpackt, sodass sie zu extrazellulären umhüllten Virionen (EEV) heranreifen.

Orthopoxviren können sowohl im Hühnerembryo (auf der Chorioallantoismembran) als auch in verschiedenen Zellkulturarten (z.B. Affennierenzellen) gezüchtet und mit zythopathischem Effekt vermehrt werden.

Die Diagnose wird durch den Virusnachweis aus Hautläsionen im Elektronenmikroskop nach Negativkontrastierung sowie durch den Antigennachweis mittels Immunfluoreszenz, PCR oder ELISA gestellt.

• Selbitz HJ, Truyen U, Valentin-Weigand P (Hrsg.). 2015. Tiermedizinische Mikrobiologie, Infektions- und Seuchenlehre. 10., aktualisierte Auflage. Stuttgart: Enke Verlag in MVS Medizinverlage Stuttgart. ISBN: 978-3-8304-1262-5

• ViralZone. Orthopoxvirus SIB - Swiss Institute of Bioinformatics (abgerufen am 14.10.2021.

• Bildquelle Podcast: © cottonbro / Pexels