Warum manche Corona-Varianten kränker machen als andere

Warum lösen manche Varianten schwerere Verläufe aus als andere? Forscher haben neben dem Spike-Protein noch weitere Virus-Marker identifiziert, die eine Rolle spielen. Sie betonen: Das könnte auch für die Entwicklung zukünftiger Impfstoffe wichtig sein.

Alpha, Beta, Gamma, Delta und jetzt Omikron – die Liste der Coronavirus-Varianten wird immer länger. Manche verbreiten sich stärker und lassen Infizierte schwerer erkranken. Doch woran liegt das eigentlich?

Schon länger bekannt ist die Rolle des Spike-Proteins. Das sogenannte „Stacheleiweiß“, das dem Coronvirus sein Aussehen verleiht, bindet an die ACE2-Rezeptoren in unseren Zellen. Dadurch gelangt der Erreger in die Zellen hinein und kann sich dort vermehren. Unsere Corona-Impfstoffe setzen genau dort an. Sie regen unser Immunsystem an, sich gegen das Spike-Protein zu wehren.

Forscher finden Virus-Marker, die über schweren Corona-Verlauf entscheiden

Doch spielt das Spike-Protein auch eine Rolle bei der Schwere des Verlaufs? Forschende um Matthew Frieman von der University of Maryland School of Medicine haben in einer neuen Studie herausgefunden, dass sowohl das Spike-Protein als auch die sogenannten akzessorischen Proteine von Sars-Cov-2 einen Einfluss auf den Schweregrad der Corona-Erkrankung haben. „Sie zielen auf unser Immunsystem und tragen dazu bei, wie heftig der Körper auf eine Covid-19-Infektion reagiert“, heißt es in der Mitteilung der Universität von Freitag. Die Ergebnisse der Studie wurden im „Journal Proceedings of the National Academy of Science“ (PNAS) veröffentlicht.

Zunächst hatten die Forschenden die aktuell noch vorherrschenden Omikron-Varianten BA.4 und BA.5 untersucht. Beide Varianten verfügen über Mutationen im Spike-Protein. „Interessant ist, dass sowohl die BA.4- als auch die BA.5-Variante die gleiche genetische Sequenz für das Spike-Protein aufweisen“, sagte Frieman. „Das bedeutet, dass es die anderen Gene, die Nicht-Spike-Proteingene, sind, die die Art beeinflussen, wie sich das Virus selbst kopiert und Krankheiten verursacht.“ Konkret seien: „Mutationen in den akzessorischen Genen“.

ORF3a/b und ORF8 spielen eine Rolle

Für ihre Untersuchung entwickelten die Wissenschaftler Viren, denen die akzessorischen Gene fehlten, und infizierten dann Mäuse mit diesen neuen Viren oder dem ursprünglichen Virus. Das Forscherteam fand heraus, dass

• Viren, denen das ORF3a/b-Gen fehlte, zu milderen Infektionen führten
• Viren, denen das ORF8-Gen fehlte, zu schwereren Infektionen führten

Laut den Forschenden spielen insbesondere Mutationen im ORF8-Gen eine Rolle, da ORF8 offenbar die Immunreaktion in der Lunge steuert. „Durch die Hemmung der Immunreaktion trägt ORF8 dazu bei, dass sich das Virus in der Lunge stärker vermehrt, was die Infektion verschlimmert. Wird es entfernt, kann das Immunsystem stärker zurückschlagen“, so Frieman.

Spike-Protein bestimmt Schweregrad bei einigen Varianten, aber nicht bei allen

Anschließend untersuchten die Forscher, wie wichtig das Spike-Protein für den Schweregrad der Erkrankung bei den verschiedenen Corona-Varianten war. Dafür nahmen sie das ursprüngliche Virus und tauschten das Spike-Gen gegen das Spike-Gen der Alpha-, Beta-, Gamma- oder Delta-Variante aus.

Das Ergebnis: Das Spike-Protein bestimmte den Schweregrad bei einigen Varianten, aber nicht bei allen. So war etwa die Gamma-Variante schwächer als die anderen. Die Forscher vermuten, dass die Mutationen in den Genen außerhalb des „Spike“, insbesondere im ORF8-Gen, eine Rolle dabei spielen, dass diese Variante schwächer ist als die anderen.

Neue Bio-Marker entdeckt – kommen neue Impfstoffe?

Was bedeutet das nun konkret? Die Schwere des Krankheitsverlaufs bei den einzelnen Corona-Varianten wird durch das Spike-Protein beeinflusst. Aber nicht nur: Die Studie belegt, dass auch die sogenannten akzessorischen Gene eine Rolle spielen können. Die Wissenschaftler konnten das anhand von ORF8 und ORF3a/b belegen.

Sie gehen davon aus, dass akzessorische Proteingene samt Mutationen eine immer größere Rolle spielen werden. Diese Erkenntnis könnte auch eine Rolle „bei der Entwicklung künftiger Impfstoffe oder neuerer Behandlungen führen“, heißt es in der Meldung der Universität. Sie appellieren, weitere Forschungen zu akzessorische Gene durchzuführen. Sie selbst wollen sich in kommenden Studien zunächst darauf konzentrieren, die Funktion von ORF8 weiter zu entschlüsseln.

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