Viren, Mutationen und die Ausbreitung von SARS-CoV-2

21 Mai, 2020
Gleichzeitig mit dem neuen Coronavirus verbreitet sich auch die Angst, dass das Virus mutiert und seine Strategien verändert. Was wissen wir tatsächlich über virale Mutationen und was bedeuten sie für uns?

Gespräche über Viren, Virenlast, Prozentsätze, Herdenimmunität, Infizierte und Zweitinfektionen gehören inzwischen zum Alltag. Durch die Corona-Pandemie haben wir neue Fachausdrücke und auch Vieles über das Verhalten von Viren gelernt. In unserem heutigen Artikel betrachten wir die Entwicklung von Viren und ihre Mutationen, ein wirklich faszinierender Prozess. Außerdem gehen wir der Frage nach, wie schnell das Virus SARS-CoV-2 mutiert.

Die Entwicklung eines Virus

Viren haben nur sehr kurze Generationszyklen. Sie benötigen zur Vermehrung Wirtszellen, in die sie eindringen. Danach lassen die Viren die von ihnen benötigten Bausteine von der Wirtszelle produzieren. Die von der Wirtszelle hergestellten Viruspartikel werden dann zu neuen Viren zusammengesetzt und suchen anschließend neue Wirtszellen.

Die genetische Plastizität und die schnelle Vermehrung führen insbesondere bei RNA-Viren zu sehr hohen Mutationsraten. In Kombination mit dem natürlichen Ausleseprozess ermöglichen die Mutationen den Viren, sich sehr rasch und effizient an Schutzmechanismen der Wirtszellen anzupassen.

Es ist wichtig, diesen Mechanismus zu kennen, um die derzeitige Pandemie besser zu verstehen. Die Entwicklung des neuen Coronavirus SARS-CoV-2 entspricht auch diesem Muster. Erfahre anschließend mehr darüber.

SARS-CoV-2

Mutationen als Überlebensstrategie

Wir alle wissen, dass sich das Grippevirus jedes Jahr verändert. Die Grippeviren Influenza A und Influenza B sind bei Menschen gleichermaßen prävalent. Doch das erstgenannte Virus entwickelt sich im Vergleich mit dem zweiten dreimal so schnell. Warum ist das so?

Eine in der Fachzeitschrift Journal of Virology veröffentlichte Studie gibt uns darauf Antwort. Sowohl die Reaktion des eigenen Immunsystems, als auch die Mutationen auf molekularer Ebene spielen bei der Anpassung von Viren eine bedeutende Rolle.

Dies kann offensichtlich erscheinen, doch eine höhere Mutationsrate ist nicht direkt mit einer höheren Entwicklungsrate des Virus gleichzusetzen. Viele Mutationen sind für das Virus schädlich oder ungeeignet. Was passiert zum Beispiel, wenn das Virus durch die Mutation den Wirt schneller tötet? Dann ist eine anhaltende Ausbreitung nicht mehr möglich.

Es handelt sich also um einen sehr komplexen Mechanismus, wobei die natürliche Auslese sehr effektive Veränderungen vornehmen kann. Wenn das mutierende Virus den Wirt länger am Leben hält, kann es sich besser reproduzieren und mehr Menschen anstecken. Damit verbessern sich die Überlebenschancen des Virus, es handelt sich also um eine Erfolgsstrategie.

Dabei müssen wir allerdings berücksichtigen, dass Viren nicht mutieren, um erfolgreicher zu sein. Die Veränderungen entstehen zufällig, doch die geeignetsten Formen verbreiten sich dann. Wenn wir uns das Beispiel SARS-CoV-2 ansehen, stellt sich die Frage, wie viele Mutationen wohl fehlgeschlagen sind, bis dieser Stamm fähig war, Menschen zu infizieren.

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Arten von Mutationen

Arten von Mutationen

Wir können bei Viren im Allgemeinen zwei unterschiedliche Arten von Mutationen differenzieren:

  • Antigenshift: Verschiedene Virusarten tauschen genetische Informationen aus, wodurch ein neues Virus entsteht. Dies kann das Immunsystem stark ablenken, denn es kennt die Viren vielleicht in ihrer ursprünglichen Form, jedoch nicht nach der ausgetauschten Information. Deshalb muss das Immunsystem neue Abwehrmechanismen entwickeln. Ein Beispiel dafür ist die Grippe A.
  • Antigendrift: Hier handelt es sich um eine langsame Veränderung der Oberflächenstrukturen von Viren, die das Immunsystem normalerweise erkennt und angreift. Durch eine spontane Mutation fällt es dem Immunsystem schwer, die Antikörper vorhergehender Infektionen zur Abwehr einzusetzen. Deshalb muss zum Beispiel auch die Grippeimpfung jedes Jahr neu angepasst werden.

Unser Körper muss lernen, Krankheiten zu bekämpfen. Zu diesem Zwecke werden Impfungen erfolgreich eingesetzt. Wenn sich ein Virus verändert, muss allerdings auch die Impfung entsprechend angepasst werden, damit der Organismus lernen kann, sich vor einer Infektion zu schützen.

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Mutationen und Coronavirus

Wie wirken sich Mutationen auf das neue Coronavirus SARS-CoV-2 aus? Noch ist es aufgrund der kurzen Zeitspanne sehr schwierig, die Mutationsrate dieses Krankheitserregers zu ermitteln. Es gibt Spekulationen über zwei verschiedene Stämme, doch die kleine Probegruppe, unzureichende Statistiken und verschiedene Meinungen machen es schwierig, sich darüber Klarheit zu verschaffen.

Experten auf dem Gebiet versichern in einem einem Artikel, der in der Fachzeitschrift Journal of Microbiology veröffentlicht wurde, dass uns die Mutationsrate während einer Pandemie keine Sorgen bereiten muss. 

Viele Mutationen sind für das Virus selbst sogar negativ. Veränderungen, die Einfluss auf die Aggressivität oder Übertragungsart haben können, entstehen nur dann, wenn mehrere Gene gemeinsam mutieren. Es kommt nur sehr selten vor, dass ein Virus so sehr mutiert, dass sich seine Dynamik in so kurzer Zeit verändert.

Es gilt also, Ruhe zu bewahren und uns darauf zu konzentrieren, die weitere Ausbreitung der Pandemie zu verhindern.

  • Evolución viral, wikipedia. Recogido a 14 de abril en https://en.wikipedia.org/wiki/Viral_evolution
  • Cambio antigénico, wikipedia. Recogido a 14 de abril en es.wikipedia.org/wiki/Cambio_antigénico
  • Deriva antigénica, wikipedia. Recogido a 14 de abril en https://es.wikipedia.org/wiki/Deriva_antig%C3%A9nica
  • Comparison of the Mutation Rates of Human Influenza A and B Viruses, journal of virology. Recogido a 14 de abril en https://jvi.asm.org/content/80/7/3675