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SARS-CoV-2: Wie gefährlich kann Omikron werden?

Subvariante BA.5 infiziert effizient Lungenzellen
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Modell des Spike-Proteins der Omikron-Subvariante BA.5
Modell des Spike-Proteins der Omikron-Subvariante BA.5, in welchem die für den verstärkten Lungenzelleintritt mitverantwortliche H69Δ/V70Δ Mutation rot hervorgehoben ist. © Markus Hoffmann/Deutsches Primatenzentrum GmbH – Leibniz-Institut für Primatenforschung
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Seit die Omikron-Varianten aufgetaucht sind, sind sie für die meisten COVID-19-Infektionen verantwortlich. In der Subvariante BA.5 wurde nun im Spike-Protein eine Mutation gefunden, die es dem Virus wieder ermöglicht, effizient Lungenzellen zu infizieren.

Die Omikron-Subvarianten BA.1 und BA.2 dominierten die COVID-19-Pandemie in der ersten Hälfte des Jahres 2022. Diese Subvarianten haben gemeinsam, dass sie Lungenzellen deutlich schlechter infizieren, als früher zirkulierende Varianten wie die Delta-Variante und damit auch seltener schwere Erkrankungen hervorrufen. Bisher war jedoch unklar, ob die Omikron-Subvariante BA.5, die im Herbst 2022 andere Omikron-Subvarianten verdrängt hatte, ebenfalls nur schlecht Lungenzellen infiziert. Ein Team um Markus Hoffmann und Stefan Pöhlmann vom Deutschen Primatenzentrum hat nun gezeigt, dass BA.5 aufgrund einer Mutation im Spike-Protein Lungenzellen deutlich effizienter infizieren kann, im Vergleich zu früheren Omikron-Subvarianten.

Untersuchung mit Pseudo-Viren

Die Forscherinnen und Forscher fanden heraus, dass das Spike-Protein der Omikron-Subvariante BA.5 stärker gespalten wird, als bei früheren Subvarianten. Zudem könne das Spike-Protein von BA.5 effizienter den Eintritt des Virus in Lungenzellen vermitteln und Lungenzellen effektiver verschmelzen. Um zu untersuchen, wie das Virus in Lungenzellen eintritt, verwendeten die Forscherinnen und Forscher sogenannte „Pseudo-Viren“, ein sicheres Modellsystem des echten Krankheitserregers. Markus Hoffmann, Erstautor der Studie, erklärt dazu: „Wir haben festgestellt, dass BA.5 eine Mutation erworben hat, die es dem Virus erlaubt, besser in Lungenzellen einzudringen, als die vorher dominierenden Omikron-Subvarianten. Die laufende Evolution der Omikron-Subvarianten kann also auch Viren hervorbringen, die sich wieder effektiv in den unteren Atemwegen ausbreiten und möglicherweise schwere Krankheitsverläufe verursachen können, zumindest in Personen ohne effektiven Immunschutz.“ Die Hauptverantwortung für diese veränderten Eigenschaften von Omikron-BA.5 liege bei einer Schlüsselmutation, die als „H69Δ/V70Δ“ bezeichnet wird.

Weitere Experimente an der Charité

Um die Ergebnisse mit echten Viren zu bestätigen, führte das Team von Christian Drosten an der Virologie der Charité – Berliner Universitätsmedizin weitere Experimente durch. Die Forscherinnen und Forscher konnten zeigen, dass auch echte Viren des BA.5-Stammes effizient Lungenzellen infizieren können. Sie haben damit die Göttinger Ergebnisse bekräftigt. Um festzustellen, ob Omikron BA.5 auch im lebenden Organismus Lungenzellen infiziert, verglichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der University of Iowa in den USA die Lungen von Mäusen, die mit BA.5 infiziert wurden, mit denen, die andere Omikron-Subvarianten erhielten. Sie stellten fest, dass BA.5 sich bis zu 1.000-mal effizienter in den Lungen von Mäusen vermehrt als frühere Omikron-Subvarianten. Außerdem wurde in Experimenten mit Frettchen am Friedrich-Loeffler-Institut in Greifswald - Insel Riems festgestellt, dass sich die BA.5-Subvariante in den oberen Atemwegen besser ausbreitet als frühere Varianten.

Weitere Evolution genau beobachten

„Alles zusammen deutet darauf hin, dass BA.5, ähnlich wie andere Omikron-Subvarianten, hochansteckend ist aber zusätzlich die Fähigkeit zurückerlangt hat, effizient Lungenzellen zu infizieren“, sagt Stefan Pöhlmann, Leiter der Abteilung Infektionsbiologie am Deutschen Primatenzentrum. „Die weitere Evolution der Omikron-Subvarianten sollte daher genau verfolgt werden, um Varianten mit möglicherweise erhöhtem Gefährdungspotenzial schnell identifizieren zu können.“

Literatur:
Hoffmann M, Wong LYR, Arora P, et al.: Omicron subvariant BA.5 efficiently infects lung cells. Nat Commun 14, 3500 (2023), DOI: doi.org/10.1038/s41467-023-39147-4.

Quelle: idw/DPZ

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