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Ein Virus, das die Wissenschaft in Atem hält

Coronavirus SARS-CoV-2 - Der neuartige Krankheitserreger hat charakteristische Zacken, die an die Rezeptoren von menschlichen Zellen andocken und so in den Körper eindringen. Für eine Infektion dürften bereits geringe Virusmengen ausreichen. - © Foto: iStock/ fpm
Wissen

Coronavirus: schrecklich erfolgreich

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Wie hat es der neuartige Krankheitserreger geschafft, sich binnen kurzer Zeit auf allen Kontinenten rasant zu verbreiten? Das Geheimnis liegt in seiner Struktur, die erstaunlich gut an den Menschen angepasst ist.

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Wie hat es der neuartige Krankheitserreger geschafft, sich binnen kurzer Zeit auf allen Kontinenten rasant zu verbreiten? Das Geheimnis liegt in seiner Struktur, die erstaunlich gut an den Menschen angepasst ist.

Ein neuartiges Coronavirus hat es geschafft, eine weltweite Pandemie auszulösen, die ganz unterschiedliche Gesundheitssysteme rasch an ihre Grenzen bringt. Der bei Wildtieren vorkommende Erreger stammt aus Asien, wo er über Märkte auf den Menschen übertragen wurde. Das Ereignis hat sich bald auf Europa ausgedehnt, jedoch wurde es verspätet in seiner Dimension erkannt. Schulschließungen und Telearbeit sind nun angeordnet, um die Ausbreitung einzudämmen. Der Schutz kritischer Infrastrukturen, die auf hoch qualifiziertes Personal angewiesen sind, gewinnt zunehmend an Bedeutung.

Ein neuartiges Coronavirus hat es geschafft, eine weltweite Pandemie auszulösen, die ganz unterschiedliche Gesundheitssysteme rasch an ihre Grenzen bringt. Der bei Wildtieren vorkommende Erreger stammt aus Asien, wo er über Märkte auf den Menschen übertragen wurde. Das Ereignis hat sich bald auf Europa ausgedehnt, jedoch wurde es verspätet in seiner Dimension erkannt. Schulschließungen und Telearbeit sind nun angeordnet, um die Ausbreitung einzudämmen. Der Schutz kritischer Infrastrukturen, die auf hoch qualifiziertes Personal angewiesen sind, gewinnt zunehmend an Bedeutung.

Eine Risikoanalyse für die deutsche Bundesregierung hat 2012 ziemlich genau jenes Szenario vorhergesehen, mit dem wir heute konfrontiert sind.

Dieses Szenario mit einem fiktiven „Virus Modi-SARS“ stammt aus einer Risikoanalyse im Auftrag der deutschen Bundesregierung, an der das renommierte Robert Koch-Institut im Jahr 2012 federführend beteiligt war. Die Wahl eines SARS-ähnlichen Virus wurde mit Verweis auf die SARS-Epidemie von 2003 begründet: Ihr Verlauf habe damals gezeigt, dass extrem wenige Fälle ausreichen können, um eine globale Infektionswelle auszulösen. Aus heutiger Sicht wirkt es ein wenig gespens-tisch, dass viele der darin angeführten Punkte mit den aktuellen Entwicklungen der Corona-Pandemie übereinstimmen: Das Virus SARS-CoV-2 ist genauso ein neuartiger Erreger aus der Gruppe der Coronaviren, wie es das Szenario vorhersieht.

Zackige Struktur, starke Bindung

Von den bisher bekannten sechs Coronaviren, die den Menschen infizieren können, sind vier relativ harmlos. Man schätzt, dass sie für rund ein Drittel der Erkältungserkrankungen verantwortlich sind. Die anderen zwei (MERS, SARS) können schwerere Verläufe auslösen. Doch die siebente Corona-Variante, die derzeit die ganze Welt in Atem hält, zeigt ein extremes Verhalten. Binnen kurzer Zeit hat sie sich auf allen fünf Kontinenten ausgebreitet, mit exponentiellen Wachstumsraten. Warum nur ist dieses Virus so „erfolgreich“ mit seinem biologischen Programm – das darauf hinausläuft, möglichst viele „Wirte“ zu befallen, um sich selbst zu replizieren?

Das liegt zunächst an der molekularen Struktur des Virus, die erstaunlich gut angepasst ist, um an menschlichen Zellen anzudocken. Der Name „Corona“ (Krone) stammt von den Zacken, die den kugelförmigen Erreger überziehen. Diese Zacken binden an das Protein ACE2, das an vielen unserer Körperzellen zu finden ist. Diese Bindung ist beim neuartigen Coronavirus viel stärker ausgeprägt als beim klassischen SARS-Virus: Deshalb dürften bereits geringere Virusmengen ausreichen, um einen Menschen zu infizieren. Zudem bestehen die Zacken des neuen Virus aus zwei verbundenen Hälften. Nur wenn diese getrennt werden, kann das Virus in die Zelle seines „Wirts“ eindringen. Während dieser Vorgang bei SARS-Viren kompliziert war, erfolgt sie bei SARS-CoV-2 relativ leicht durch Furin – ein Enzym, das in vielen Geweben zu finden ist. Dies begünstigt sowohl die Infektion als auch die Ausbreitung im menschlichen Körper. So scheint das Virus sowohl die oberen als auch die unteren Atemwege zu befallen. Das wiederum könnte ein Grund dafür sein, dass es auch von symptomfreien Personen übertragen werden kann, was die Kontrolle derzeit besonders erschwert.

Mehrere Erkrankungswellen

Seit Beginn der Pandemie hat sich das neuartige Coronavirus trotz Mutationen nicht wesentlich verändert. Experten sprechen von einer hohen Stabilität, die wohl darauf zurückzuführen ist, dass sich das Virus gut verbreiten kann und somit keinem evolutionären Druck ausgesetzt ist. So wie auch Influenza-Viren sind Coronaviren tendenziell im Winter aktiv. Kalte und trockene Luft schwächt das Abwehrsystem unserer Atemwege, so dass die Erreger oft ein leichtes Spiel haben. Doch für SARS-CoV-2 scheint auch das nicht zuzutreffen. Momentan trifft er fast überall noch auf Menschen, die noch keine Infektion durchgemacht haben und somit auch keine spezielle Immunantwort parat haben. Diese globale Schwäche dürfte derzeit weit stärker wiegen als saisonale Schwankungen. Schließlich hat sich das Virus auch im tropischen Singapur und im sommerlichen Australien verbreitet. Eine Studie folgerte kürzlich, dass sich SARS-CoV-2 zu jeder Zeit des Jahres vermehren kann. Die wärmere Jahreszeit könnte die Ausbreitung zwar leicht behindern, sagt eine amerikanische Gesundheitsforscherin, aber „der Sommer allein wird uns nicht retten“. Die effektivste Maßnahme bleibt das Abstand-Halten von anderen Personen.

Im eingangs erwähnten Szenario gingen die Experten des Robert Koch-Instituts übrigens von drei Erkrankungswellen aus: Wenn die erste Kurve sinkt, sei zu erwarten, dass die Risikowahrnehmung geringer werde und individuelle Schutzmaßnahmen vernachlässigt würden – wodurch die Zahl der Neuerkrankungen wieder zunimmt. Neben dem Auftreten neuer Virus-Varianten würden diese Wechselwirkungen zu einem Verlauf mit mehreren Höhepunkten führen. Es sei solange mit Neuerkrankungen zu rechnen, bis nach circa drei Jahren ein Impfstoff zu erwarten sei. Doch genau das, so die Hoffnung, erfolgt im konkreten Fall viel früher.