JKU untersucht Anpassungsstrategien von Corona-Varianten
Mona Hopfinger
Forschende der JKU Linz haben analysiert, wie sich das Spike-Protein des Coronavirus im Verlauf der Pandemie verändert hat. Die Untersuchung von zehn Virusvarianten zeigt unterschiedliche Strategien beim Andocken an menschliche Zellen, so der ORF.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Johannes Kepler Universität Linz hat untersucht, wie Veränderungen des Spike-Proteins auf der Oberfläche des Coronavirus das Andocken an menschliche Zellen beeinflusst haben. Das Protein funktioniert wie ein Schlüssel, mit dem das Virus an Zellen andockt und in sie eindringt.
Die Analyse zeigt, dass verschiedene Virusvarianten unterschiedliche Strategien entwickelt haben. Die Delta-Variante konnte mit ihrem Spike-Protein häufig an mehreren Stellen gleichzeitig Kontakt mit menschlichen Zellen aufnehmen.
„Delta war besonders gut für eine mehrfache Bindung geeignet und kontaktierte ACE2 häufig an zwei oder drei Stellen“, erklärt Peter Hinterdorfer vom Institut für Biophysik der JKU. ACE2 ist ein Rezeptor auf menschlichen Zellen und gilt als wichtigstes Eintrittstor für das Virus.
Omikron setzte auf stabilere Einzelbindung
Bei Omikron änderte sich die Strategie grundlegend. Das Spike-Protein wurde kompakter und ging seltener mehrere gleichzeitige Kontakte ein. Dafür erwies sich eine einzelne Verbindung mit der menschlichen Zelle als besonders stabil.
„Omikron brauchte viel länger, band sich aber stärker“, so Hinterdorfer. Das Virus habe im Laufe seiner Entwicklung unterschiedliche Wege gefunden, um dieselbe Aufgabe zu lösen: eine ausreichend feste Verbindung zu menschlichen Zellen herzustellen.
Zehn Varianten im Vergleich
Das Forschungsteam verglich die ursprüngliche Wuhan-Variante mit neun späteren Varianten und Untervarianten, darunter Alpha, Beta, Gamma, Delta sowie mehrere Omikron-Linien. Mithilfe spezieller Mikroskope konnten die Forschenden einzelne Spike-Proteine in Echtzeit beobachten und dabei messen, wie sie sich bewegen und an menschliche Zellen binden.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Anpassungsfähigkeit einer Virusvariante an den Menschen nicht von einem einzelnen Faktor abhängt. Neben der Beweglichkeit des Spike-Proteins spielen auch die Bindungsstärke, die Fähigkeit zur Umgehung der Immunabwehr sowie die Art des Zelleintritts eine wichtige Rolle.
Die Erkenntnisse könnten künftig dazu beitragen, neue Virusvarianten besser einzuschätzen sowie Impfstoffe und antivirale Therapien weiterzuentwickeln. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift „Advanced Science“.
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