Potenzielle Gefahr? Ein in russischen Fledermäusen entdecktes Coronavirus kann menschliche Zellen infizieren, wie Zellkulturtests zeigen. In ihnen heftete sich dieses als Khosta-2 bekannte Virus an den menschlichen ACE2-Rezeptor und infizierte die Zellen. Diesem Fledermaus-Coronavirus fehlen noch einige krankheitsverursachende Genabschnitte, sodass eine Infektion wahrscheinlich nur wenige Folgen haben würde. Aber wenn dieses tierische Virus mit SARS-CoV-2 in Kontakt kommt und sich mit ihm rekombiniert, könnte ein neuer Krankheitserreger entstehen, der gegen unsere Impfstoffe resistent ist, warnen die Forscher.
Spätestens seit SARS, MERS und der aktuellen Corona-Pandemie ist klar, dass Coronaviren, die bei Tieren weit verbreitet sind, auch auf den Menschen übertragen werden können. Ihre hohe Anpassungsfähigkeit macht tierische Coronaviren zu einem Reservoir für zukünftige Krankheitserreger. In asiatischen Fledermäusen wurden bereits mehrere Coronaviren nachgewiesen, die SARS-CoV-2 sehr ähnlich sind und deren Spike-Protein an ACE2-Rezeptoren auf menschlichen Zellen binden kann. Einige Forscher vermuten sogar, dass es in Südostasien weiterhin unentdeckte Infektionen mit diesen tierischen Coronaviren gibt.
SARS-CoV-2-Coronavirus-Spike-Protein. Seine Konfiguration bestimmt, wie gut sich eine Virusvariante an menschliche Zellen anheften kann. ©NIAID
Neue Coronaviren in russischen Fledermäusen
Aber nicht nur in Südostasien kommen potenziell infektiöse tierische Coronaviren vor, wie Stephanie Seifert von der Washington State University und ihre Kollegen jetzt herausgefunden haben. Für ihre Studie haben sie die Eigenschaften und das Verhalten zweier in Russland entdeckter Coronaviren genauer untersucht. Diese Viren mit den Namen Khosta-1 und Khosta-2 wurden Ende 2020 in zwei Arten von Hufeisennasen entdeckt. Sie gehören wie SARS-CoV-2 zur Untergattung Sarbecovirus.
„Weil diese russischen Coronaviren anders aussahen als SARS-CoV-2, fand sie zunächst niemand besonders spannend“, erklärt Seiferts Kollege Michael Letko. Die Oberflächenproteine der Khosta-Coronaviren unterscheiden sich in einigen Zuckerablagerungen und molekularen Schleifen deutlich vom Pandemie-Erreger, sodass sie nicht als potenzielle Gefahr für den Menschen angesehen wurden. Um dies zu testen, erstellte das Team Pseudoviren mit der Khostavirus-Rezeptorbindungsstelle auf dem Spike-Protein und testete, ob sie zwei menschliche Zelllinien infizieren könnten.
Khosta-2 kann menschliche Zellen infizieren
Das Ergebnis: Khosta-1 erwies sich als unschädlich für menschliche Zellen, Khosta-2 jedoch nicht. „Wir waren sehr überrascht, dass dieses Virus menschliche Zellen infizieren kann“, sagt Letko. Im Test konnte die Bindungsstelle des russischen Tiervirus an den ACE2-Rezeptor menschlicher Zellen binden und so in diese eindringen. Damit nutzte das Khosta-2-Virus die gleiche Eintrittspforte wie SARS-CoV-2, obwohl die Infektiosität im Vergleich zum Covid-19-Erreger geringer war, berichtet das Team.
Weitere Analysen ergaben, dass sich das Khosta-2-Virus in vielen anderen Proteinstrukturen deutlich von SARS-CoV-2 unterscheidet, nicht aber in seiner Bindungsstelle. „Es teilt etwa 60 Prozent seiner Konfiguration mit verschiedenen SARS-CoV-2-Varianten“, berichten Seifert und Kollegen. Daher sind die entscheidenden Strukturen des Spike-Proteins ähnlich genug, um sich an menschliche Zellen anheften zu können. „Dies zeigt, dass Sarbecoviren, die in Tieren außerhalb Asiens zirkulieren, auch eine potenzielle Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellen können“, sagt Letko.
Rekombination könnte das Virus pathogen machen
Allerdings wäre das Khosta-2-Coronavirus auch dann noch nicht gefährlich, wenn es Menschen infizieren würde. Denn ihm fehlen mehrere Genabschnitte, die zur pathogenen Wirkung von SARS-CoV-2 beitragen. Dadurch würde das menschliche Immunsystem diese Viren schnell erkennen und unschädlich machen, bevor sich Krankheitssymptome entwickeln, erklären die Wissenschaftler.
„Leider ist auch bekannt, dass sich Coronaviren in koinfizierten Wirten rekombinieren können“, erklären Seifert und sein Team. Das bedeutet: Wird ein Tier oder Mensch gleichzeitig mit zwei verschiedenen Coronaviren infiziert, können diese Erreger untereinander Gene austauschen und so neuartige Hybridviren bilden. Wenn das Khosta-2-Virus nun in einem solchen doppelt infizierten Wirt auf SARS-CoV-2 trifft, könnte ein neues gemischtes Virus entstehen, das eine Krankheit verursacht.
Da SARS-CoV-2-Übertragungen bereits bei Wildtieren nachgewiesen wurden, sei diese Rekombination ein sehr realistisches Szenario, betont das Team. „Es gibt auch wilde Tiere und eine ganze Reihe anderer Kronenviren, deren Eigenschaften wir definitiv nicht auf Khosta-2 haben wollen“, sagt Letko. Letztlich ist es nur eine Frage der Zeit, bis neue humanpathogene Coronavirus-Varianten auftauchen.
Sie brauchen Breitbandimpfstoffe
Daher sei es laut Seifert und seinem Team viel wichtiger, breit wirksame Impfstoffe und Therapien zu entwickeln. Diese sollen nicht nur gegen SARS-CoV-2, sondern auch gegen noch unentdeckte Coronaviren wirken. Denn wie die Forscher in ihren Tests feststellten, können aktuelle Antikörpertherapien und Impfstoffe das Khosta-2-Coronavirus nicht neutralisieren. Auch eine vorherige Infektion mit Covid-19 würde nicht vor einer Ansteckung schützen.
„Es gibt bereits mehrere Forschungsgruppen, die an einem solchen Impfstoff arbeiten, der eine breite Wirkung gegen Sarbekoviren hat“, sagt Letko. Ein kürzlich vorgestellter Prototyp für einen solchen Breitbandimpfstoff nutzt spezielle Nanopartikel, die auf ihrer Oberfläche Proteinabschnitte von acht verschiedenen Coronaviren tragen. Dadurch produziert das Immunsystem vermehrt Antikörper gegen die gängigen Eiweißabschnitte des Coronavirus und kann so Varianten des Virus abwehren, die nicht im Impfstoff enthalten sind. (PLoS Pathogens, 2022; doi:10.1371/journal.ppat.1010828)
Quelle: PLOS, Washington State University
23. September 2022
– Nadja Podbregar