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Medizin

SARS-CoV-2: Die Erfolgsrezepte der Virusvarianten

Freitag, 21. Mai 2021

/sea and sun, stock.adobe.com

La Jolla/Kalifornien – 3 Mutationen in der Bindungsregion des Spikeproteins erklären, warum einige Varianten von SARS-CoV-2 sich in den letzten Monaten stark ausbreiten konnten.

Die britische Variante B.1.1.7 verdankt ihren Erfolg der stärkeren Bindung am ACE2-Rezeptor, während B.1.351 (Südafrika) und P.1 (Brasilien) sich eher dem Zugriff der Antikörper entziehen, wie neue Forscher­ergebnisse in Science (2021; DOI; 10.1126/science.abh1139) zeigen.

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Die Variante B.1.1.7, die im Dezember erstmals in der Region Kent in England nachgewiesen wurde, hat zumindest in westlichen Ländern den Wildtyp D614G verdrängt. Frühere Untersuchungen hatten dies auf eine erhöhte Übertragungsrate zurückgeführt. Die von einem Team um Ian Wilson vom Scripps Research Institute in La Jolla/Kalifornien (dem auch Mitarbeiter der Berliner Charité angehörten) vorgestellten Ergebnisse liefern die Erklärung.

Die Forscher haben zunächst mittels Bio-Layer-Interferometrie den Einfluss der Mutation N501Y, die B.1.1.7 kennzeichnet, auf die Bindungsaffinität untersucht. Die Gleichgewichtsdissoziationskonstante (KD) beträgt laut den Ergebnissen 3,3 nM und liegt damit deutlich niedriger als beim Wildtyp D614G (7,0 nM). Ein niedriger KD-Wert zeigt eine hohe Bindung am Rezeptor an. Sie dürfte dem Virus den Eintritt in die Zellen erleichtern und damit eine schnellere Replikation erklären.

Die Mutationen E484K und K417N, die B.1.351 und P.1 gemeinsam haben, erhöhten den KD-Wert dage­gen auf 11,3 nM und 41,6 nM. Würden B.1.351 und P.1 nur diese beiden Mutationen besitzen, hätten sie vermutlich keine Chancen, sich gegen D614G und jetzt B.1.1.7 durchzusetzen.

Beide Viren verfügen jedoch zusätzlich über die Mutation N501Y, was die Situation verändert. Bei der 3-fachen Mutation aus K417N, E484K und N501Y sinkt der KD-Wert auf 6,5. Die Bindung ist also etwas stärker als beim Wildtyp, was die Varianten B.1.351 und P.1 konkurrenzfähig macht. Allerdings hat sich in den westlichen Ländern bereits die britische Variante B.1.1.7 ausgebreitet, gegen die B.1.351 und P.1 aufgrund der geringeren Bindung am Rezeptor keine Chance haben.

Tatsächlich sind die südafrikanische und brasilianische Variante in westlichen Ländern bisher selten aufgetreten. In Südafrika und Brasilien scheint die Situation günstiger zu sein. P.1 konnte sich in der Amazonasmetropole Manaus ausbreiten, obwohl die Stadt nach einer schweren Epidemie mit dem Wild­typ im letzen Jahr eine Herdenimmunität erreicht zu haben schien.

In den westlichen Ländern könnte sich die Situation ändern, wenn die derzeitige Impfkampagne den Wildtyp und die Variante B.1.1.7 zurückgedrängt hat. In diesem Fall könnten sich Viren mit E484K und K417N ausbreiten.

Die am häufigsten bei einer Infektion erzeugten Antikörpergruppen sind laut Wilson jedenfalls nicht in der Lage, K417N oder E484K zu erkennen. Dies muss nicht heißen, dass sich B.1.351 und P.1 ausbreiten werden, wenn die Impfung B.1.1.7 beseitigt hat. Impfungen erzeugen in der Regel eine Vielzahl von Antikörpern. Wenn diese auch gegen die Abschnitte CR3022 und S309 des Spikeproteins gerichtet sind, könnten sie auch vor B.1.351 und P.1 schützen.

Die Abschnitte CR3022 und S309 sind auch bei anderen Coronaviren vorhanden. Die derzeitige Impfung könnte demnach über eine Kreuzimmunität vor den anderen Coronaviren schützen, die regelmäßig Erkäl­tungs­krankheiten bei kleineren Kindern auslösen. Da sich CR3022 und S309 nicht an der Rezeptor­bindungsstelle befinden, dürfte die Schutzwirkung allerdings geringer ausfallen.

CR3022 und S309 wären nach Ansicht von Wilson auch geeignete Angriffspunkte für monoklonale Anti­körper, mit denen sich Coronainfektionen im Frühstadium bekämpfen ließen. Da die Viren die Regionen vermutlich nicht verändern können, ohne ihre Stabilität zu verlieren, müsste anders als bei den bisher entwickelten Antikörpern kein „Immunescape“ durch neue Virusvarianten befürchtet werden. © rme/aerzteblatt.de

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