How big is HIV?

HIV, das humane Immundefizienz-Virus, ist der Erreger von AIDS, dem erworbenen Immunschwächesyndrom. Seine Partikel sind annähernd rund und unterschiedlich groß, mit einem Durchmesser von etwa 120 bis 200 Nanometern und einem Mittelwert von etwa 145 Nanometern. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter.

Größe

Nicht alle HIV-Partikel haben dieselbe Größe oder Form. Jedes ist von einer Membran umhüllt, einer dünnen Haut aus fettähnlichen Molekülen. Mit der Größe eines Partikels ist sein Durchmesser gemeint, die Distanz quer durch das Partikel.

Die Partikel werden mit Kryo-Elektronenmikroskopie vermessen. Wissenschaftler frieren sie sehr schnell ein und fotografieren sie mit einem Elektronenmikroskop. In einer Studie an 255 reifen HIV-Partikeln reichten die Durchmesser von 120 bis 200 Nanometern und lagen im Mittel bei 145 Nanometern.

Eine Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2012 zur Struktur von HIV nennt eine etwas kleinere Spanne von 100–150 Nanometern. Neue Partikel ändern ihre Größe nicht, während sie zu ihrer infektiösen Form heranreifen.

Größenvergleiche

Ein HIV-Partikel ist etwa dreieinhalbmal so breit wie ein Partikel des Hepatitis-B-Virus, das einen Durchmesser von 42 Nanometern hat.
Etwa 50 nebeneinander aufgereihte HIV-Partikel würden ein rotes Blutkörperchen überspannen, das etwa 7,5 Mikrometer breit ist. Ein Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter.
Etwa 550–700 in einer Reihe aufgereihte HIV-Partikel würden die Breite eines Menschenhaares überspannen, 80–100 Mikrometer.
Ein gewöhnliches Lichtmikroskop kann die Form eines HIV-Partikels nicht zeigen. Das feinste Detail, das es zeigen kann, liegt bei etwa 200 Nanometern, der Auflösungsgrenze optischer Mikroskope, und ein normal großes HIV-Partikel ist kleiner als das.
Wäre ein HIV-Partikel auf die Größe eines Basketballs vergrößert – 24 Zentimeter im Durchmesser –, hätte ein rotes Blutkörperchen einen Durchmesser von etwa 12 Metern.

Im Inneren eines HIV-Partikels

Die äußere Membran ist mit Spikes aus einem Protein namens Env besetzt. Die Spikes heften sich an eine Zelle und verschmelzen die Membran des Virus mit der der Zelle, wodurch eine Infektion beginnt. Innerhalb der Membran liegt eine kegelförmige Hülle, das Kapsid, aufgebaut aus etwa 1.500 Kopien eines einzigen Proteins.

Das Kapsid enthält zwei Kopien der Gene des Virus, geschrieben in Einzelsträngen aus RNA, einem mit DNA verwandten Molekül. Aus HIV-Partikeln isolierte Kegel waren im Mittel 119 Nanometer lang und an ihrer breitesten Stelle 60 Nanometer breit. Von den 255 im Durchmesser vermessenen Partikeln enthielt etwa ein Drittel zwei oder mehr Kegel, und Partikel mit zwei Kegeln waren im Mittel größer: 159 Nanometer im Durchmesser gegenüber 134.

Wie HIV entdeckt wurde

1981 berichteten Ärzte erstmals von einer neuen Krankheit, die das Immunsystem schwächte. Die französischen Virologen Françoise Barré-Sinoussi und Luc Montagnier züchteten Zellen aus geschwollenen Lymphknoten von Patienten. Sie fanden ein neues Virus, das aus den Zellen knospte. Es infizierte und tötete Lymphozyten, eine Art weißer Blutkörperchen, zu denen auch die für die Körperabwehr essenziellen T-Zellen gehören.

Andere Forschungsgruppen zeigten bald, dass dieses Virus, heute HIV genannt, AIDS verursacht. Barré-Sinoussi und Montagnier erhielten für die Entdeckung die Hälfte des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin 2008. Die Preisbekanntgabe merkte an, dass Menschen mit HIV bei erfolgreicher Behandlung etwa so lange leben können wie Menschen ohne die Infektion.