Viren

Coronavirus SARS-CoV-2

Das Coronavirus SARS-CoV-2 löst die schwere Lungenkrankheit COVID-19 aus. Der Lipidmembran-Ball sieht mit seinen markanten "Spikes" fast außerirdisch aus und ist winzig. Seine weltweite Auswirkung dagegen ist riesig und für Infizierte oft tödlich.

Von Susanne Decker

Lipidhülle mit Spike-Proteinen

Das Coronavirus SARS-CoV-2 ist ein so genanntes RNA-Virus. RNA ist die Abkürzung für "ribonucleicacid", zu deutsch: Ribonucleinsäure, abgekürzt RNS. Die RNA ist ein Biomolekül, das Erbinformationen speichert – also den genetischen Code. Dieser Code kann von Enzymen abgelesen und in Proteine "übersetzt" werden, aus denen dann neue Viren zusammengebaut werden können.

Das SARS-CoV-2 Virus besitzt zwar den Code für Proteine, aus denen viele neue Viren zusammengebaut werden können, zur Produktion dieser Proteine ist es alleine aber nicht fähig. Es besteht ja nur aus Virus-RNA, Nucleocapsid-Strukturproteinen und einer Lipidhülle mit Membranproteinen. Zu diesen gehören die markanten Spike-Proteine, die an spezielle Rezeptoren der menschlichen Wirtszelle andocken können.

Um sich vervielfältigen zu können, braucht SARS-CoV-2 die Hilfe einer lebendigen Zelle, die im Gegensatz zum Virus über Zellorganellen verfügt und Stoffwechsel betreiben kann.

Lizenz zum Einschleusen

Nach dem Andocken eines Spike-Proteins an den passenden Zellrezeptor (ACE-2 Rezeptor) der Wirtszelle bekommt das Virus von der Zelle die "Erlaubnis" einzudringen. So kann es seine RNA und damit die Bauanleitung für neue virale Proteine in das Innere der Wirtszelle entlassen.

Die Wirtszelle beginnt jetzt, statt mit der Produktion eigener Zellproteine, mit der Massenproduktion neuer Virusproteine. Darunter auch das Protein "Polymerase", welches das Virus als "Kopiermaschine" für seine eigene RNA nutzt. Die frisch zusammengebauten Viren werden schließlich freigesetzt und befallen weitere Zellen. Die Krankheit COVID-19 nimmt ihren Lauf.

Nach einigen Tagen sind Millionen von Zellen infiziert. Nicht nur die Lunge, sondern auch andere Organe besitzen ACE-2 Rezeptoren. So können auch Nieren, Herz oder Darm vom SARS-CoV-2 Virus befallen werden.

Achtung – ansteckend!

SARS-CoV-2 wird vor allem über Tröpfcheninfektion verbreitet und über winzig kleine Partikel, die sich als Schwebteilchen in der Raumluft halten, die so genannten Aerosole. Als Transportmittel dienen den Viren also feinste Speicheltröpfchen, die beim Husten, Niesen oder auch – im Falle einer Übertragung durch Aerosole – bereits schon beim Sprechen in großer Menge die Luft gelangen. So können sie leicht in die Atemwege anderer Menschen eindringen.

Wer einem Infizierten zu nahe kommt oder Luft einatmet, in der sich eine hohe Konzentration von Aerosolen mit Viren befindet, kann also angesteckt werden.

Das Tückische an SARS-CoV-2: Manche Infizierte zeigen erst nach einigen Tagen COVID-19 Symptome, sind aber schon vorher hochansteckend. Zusätzlich macht es die hohe Dichte an ACE-2 Rezeptoren im Nasenepithel sehr leicht für das Virus, den Wirt über Aerosole zu entern. Schon beim Sprechen wird eine hohe Zahl Viren ausgeschieden.

Mund und Nase mit einer Maske zu bedecken, ist deshalb eine sehr effektive und wichtige Maßnahme, das Infektionsrisiko zu senken. Ganz vermeiden lässt sich eine Ansteckung aber auch mit einer Maske nicht – deshalb sind zusätzlich das Abstandhalten und regelmäßiges Lüften wichtig.

Viren können auch auf Gegenständen eine Zeitlang überleben. So kann man sich eventuell auch über Berührung kontaminierter Oberflächen anstecken, wenn man sich danach an Mund, Nase oder Augen fasst. Deshalb ist regelmäßiges und gründliches Händewaschen wichtig, am besten mindestens 20 bis 30 Sekunden lang.

Mutationen als Herausforderung

Bei der Virusvermehrung können beim Kopieren der RNA Fehler passieren. Dann finden Veränderungen in der genetischen Sequenz statt (Mutationen). Das kommt bei RNA-Viren häufig vor. Je nachdem, wie und an welcher Stelle innerhalb der genetischen Sequenz sich eine Mutation ereignet, macht sie sich im Verhalten und in der Wirkung des Virus kaum oder gar nicht bemerkbar.

Manchmal sind die Auswirkungen aber sehr deutlich und dramatisch. Es kann dazu kommen, dass ein mutiertes Virus viel ansteckender ist und sich plötzlich rasend schnell verbreitet. Zum Beispiel, wenn Mutationen an RNA-Abschnitten stattfinden, auf denen sich die genetische Information für das Spike-Protein befindet.

Die Veränderungen am Spike-Protein können eine bessere Bindung an den Rezeptor der Wirtszelle bewirken. Solche Mutanten werden von Wissenschaftlern besonders gründlich unter die Lupe genommen. Gegebenenfalls müssen Vorsichtsmaßnahmen verstärkt werden. Wenn Impfstoffe keinen ausreichenden Schutz mehr bieten, müssen sie an die Mutation angepasst werden.