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Wie die Omicron-Variante so schnell so viele beängstigende Mutationen bekam

by drbyos
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Am 25. November gaben südafrikanische Wissenschaftler die Entdeckung einer neuen, „stark mutierten“ Variante des Coronavirus bekannt, die weltweite Panik auslöste. Länder haben schnell Reiseverbote verhängt und ihre Grenzen geschlossen, aber die Variante wurde bereits in mindestens 23 Ländern entdeckt, darunter auch in den USA

Ein Grund für die reflexartigen Reaktionen ist die hohe Mutationszahl der neuen Variante: Omicron, wie es von der Weltgesundheitsorganisation getauft wird, weist mehr als 30 Veränderungen seines Spike-Proteins auf. Dieses Protein ermöglicht es dem Virus, menschliche Zellen zu infizieren und zu übernehmen, und ist auch das Ziel der meisten Impfstoffe. Es wird angenommen, dass Veränderungen des Spike-Proteins in früheren Varianten, wie Delta und Alpha, das Virus ansteckender gemacht haben oder das Immunsystem und Impfstoffe eher umgehen. Es ist noch nicht klar, ob Omicron übertragbarer ist, schwerere Krankheiten verursacht als frühere Varianten oder ob es die Wirksamkeit der Impfstoffe beeinträchtigt. Aber eine neue Pre-Print-Studie, die am Donnerstag von südafrikanischen Wissenschaftlern veröffentlicht wurde und die noch nicht in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wurde, legt nahe, dass Omicron dreimal häufiger Menschen erneut infiziert.

Mutationen entwickeln sich spontan, wenn sich ein Virus repliziert und verbreitet, aber Wissenschaftler versuchen jetzt zu verstehen, wie so viele Mutationen in so scheinbar kurzer Zeit in Omicron entstanden sind.

„Die Frage ist, wie das [rapid evolution] aufgetreten ist, wo es aufgetreten ist und welche Bedingungen dies angeheizt haben [it]“, sagt Gonzalo Bello, Virologe am Oswaldo-Cruz-Institut in Rio de Janeiro. Bello war Teil des Teams, das im November 2020 den Anstieg der Gamma-Variante in Brasilien verfolgte, der in diesem Land Ausbrüche anheizte. Bei Gamma „haben wir erkannt, dass Mutationen nicht in einem einzigen Schritt bei einem einzelnen Individuum auftraten“, erklärt Bello. Stattdessen traten bei bestimmten Personen einige Mutationen auf, bei anderen jedoch nicht. Der Aufstieg von Gamma „war ein Prozess, der in einer Population von Individuen stattfand, nicht in einem einzelnen“ [person],” er sagt.

Eine Möglichkeit dafür, wie eine stark mutierte Variante wie Omicron entstanden sein könnte, besteht darin, dass das Virus in einer isolierten Gruppe von Menschen zu zirkulieren und zu mutieren begann, wo es die Möglichkeit gehabt hätte, sich im Vergleich zu Varianten außerhalb dieser Blase dramatisch zu verändern. Es hätte dann mit seinen zahlreichen Mutationen in die größere Population eingeschleppt werden können, wo es in verschiedene Gruppen und Länder reisen konnte, sagt Bello.

Alternativ kann das Virus in einem einzelnen Individuum signifikant mutiert sein, bevor es einen neuen Wirt gefunden hat. „Dies könnte bei einer immunsupprimierten Person passieren“, schreiben Anna-Lise Williamson, Lehrstuhlinhaberin für Vakzinologie an der Universität von Kapstadt, und Ed Rybicki, Direktor der Biopharming-Forschungseinheit der Universität, als Antwort auf e – Fragen per E-Mail. Südafrika hat die weltweit größte HIV-Epidemie mit mehr als sieben Millionen Menschen, die mit dem Virus infiziert sind. Auch Nachbarländer haben weit verbreitete HIV-Infektionen. Dies hat einige Wissenschaftler zu der Hypothese veranlasst, dass Omicron im südlichen Afrika entstanden ist, weil es dort zuerst identifiziert wurde, aber ältere Fälle wurden seitdem in europäischen Ländern und den USA identifiziert

Gesunde Menschen haben viele Immunzellen namens CD4+ T-Zellen, die einen anderen Typ namens Killer-T-Zellen stimulieren, erklären Williamson und Rybicki. Bei gesunden Menschen, die COVID bekommen, zerstören diese Killer-T-Zellen die virusinfizierten Zellen. Aber bei immungeschwächten Menschen, die eine geringe Anzahl von CD4+-T-Zellen aufweisen, „begründet das Virus eine anhaltende Infektion“, da keine Killer-T-Zell-Reaktionen vorhanden sind. Ihr Immunsystem produziert jedoch einige Immunzellen, die B-Zellen genannt werden, die eine Antikörperantwort auslösen, und dies führt laut Williamson und Rybicki zu einem Wettrüsten zwischen dem Virus und den Antikörpern. Die schwache B-Zell-Antwort erzeugt nicht genügend Antikörper, um das Virus vollständig zu beseitigen, und folglich unterliegt die genetische Sequenz für das Spike-Protein des Virus einem Mutationsdruck, um den Antikörpern zu entkommen.

Es gibt einige Beweise, die diese Idee stützen. In einer im Juni veröffentlichten Preprint-Studie beschrieben südafrikanische Forscher eine HIV-positive Frau, die seit mehr als sechs Monaten eine SARS-CoV-2-Infektion hatte. Während dieser Zeit entwickelte sich das Virus in ihr und entwickelte eine Reihe von Mutationen, einige davon auf dem Spike-Protein.

Eine andere mögliche Hypothese dafür, wie das Virus schnell so viele Mutationen erlangte, ist, dass es zurück in ein Tierreservoir gelangte, bevor es den Menschen erneut infizierte, sagt Bello. Überzeugende Beweise deuten darauf hin, dass das ursprüngliche SARS-CoV-2 wahrscheinlich in einer Fledermaus entstanden ist, und es gab zahlreiche Fälle von anderen wilden und domestizierten Säugetieren, die sich mit dem Virus infiziert haben. Im vergangenen Jahr gab es Berichte über Coronavirus-Ausbrüche auf Nerzfarmen in Nordamerika und Europa, und in den Niederlanden gab es einen bestätigten Fall, bei dem der Nerz einen Landarbeiter infizierte.

Omicron ist möglicherweise auf diese Weise vom Tier zum Menschen gesprungen, sagt Bello. “Bei einer anderen Spezies wird das Virus einem anderen Immundruck ausgesetzt sein, und daher könnte es ziemlich schnell einige Mutationen akkumulieren”, sagt er. Die Idee ist an dieser Stelle jedoch hauptsächlich Vermutung.

Um vollständig zu verstehen, wo Omicron entstanden ist, hilft es, den frühesten menschlichen Patienten oder die früheste Gemeinschaft zu bestimmen, in der es sich verbreitet hat. Aber es sei schwierig, den Patienten Null für eine Variante zu identifizieren, sagt Akiko Iwasaki, Professor für Immunbiologie und Molekular-, Zell- und Entwicklungsbiologie an der Yale University. “Das ist, weil [virus] Überwachungsbemühungen erfassen nur einen Bruchteil der Infizierten“, sagt sie. Da mehr Menschen getestet und ihre viralen Genome sequenziert werden, ist es möglicherweise möglich, ein allgemeines geografisches Gebiet und einen ungefähren Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem das Virus zu Omicron mutiert, sagt Iwasaki.

Für Michael Head, Senior Research Fellow im Bereich Global Health an der University of Southampton in Großbritannien, ist Omicron ein Weckruf bezüglich der Ungerechtigkeit bei Impfstoffen und der Notwendigkeit eines besseren Zugangs. Laut der Plattform Our World in Data der Universität Oxford wurden bis zum 30. November weltweit etwa acht Milliarden Impfungen durchgeführt, und nur 6 Prozent der Menschen in Ländern mit niedrigem Einkommen hatten mindestens eine Dosis erhalten. Afrikanische Länder haben nach Angaben der Afrikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten mehr als 235 Millionen Impfstoffe verabreicht, aber die Bevölkerung des Kontinents beträgt mehr als 1,2 Milliarden Menschen.

„Die Hauptvarianten, die bisher Anlass zur Sorge gegeben haben – im Wesentlichen in Bezug auf Alpha bis Delta – sind aus unkontrollierten Ausbrüchen in ungeimpften Populationen entstanden“, sagt Head. „Dort gedeiht COVID am besten und dort hat das Virus die größere Chance, zu mutieren. Wenn [the vaccine] Ausbrüche unter Kontrolle halten können, reduzieren Sie diese Chancen.“

Der Generaldirektor der Weltgesundheitsorganisation, Tedros Adhanom Ghebreyesus wiederholte diese Gefühle am 28. November: „Die Omicron-Variante spiegelt die Gefahr einer anhaltenden Impfstoff-Ungerechtigkeit wider“, schrieb er in einem Tweet. „Je länger wir brauchen, um #VaccinEquity bereitzustellen, desto mehr erlauben wir dem #COVID19-Virus, zu zirkulieren, zu mutieren und potenziell gefährlicher zu werden.“

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