SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2: Mutationen auf der Spur

Normalerweise stehen biologische Gefahren, wie Milzbrand oder Ebola im Zentrum der Arbeit am Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr in München. SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 hat das geändert. Seit Januar konzentriert man sich nun voll auf das neuartige Corona-Virus. Ein Virus, das sich ständig verändert.

Durch kontinuierliche Veränderung ihres Erbgutes, besonders ihrer äußeren Erkennungsmerkmale, versuchen viele Viren das Immunsystem des Menschen immer wieder aufs Neue zu überlisten. Das prominenteste Beispiel sind Grippeviren, gegen die wir uns deshalb jedes Jahr erneut impfen lassen müssen. Ob es mit SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 in die gleiche Richtung geht, ist noch völlig offen.

Keine echten Lebewesen

Viren sind eigentlich keine echten Lebewesen, da sie keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und sich auch nicht eigenständig vermehren können. Dafür sind sie auf Wirtszellen angewiesen, in denen sie ihr eigenes Erbgut unbemerkt einschleusen. Die Zelle produziert dann alle Virusbausteine, die sich anschließend zu neuen funktionsfähigen Viren zusammensetzen. Sind auf diesem Wege genug Viren entstanden, verlassen sie die Zelle und infizieren weitere.

Wettlauf mit der Zeit

Das Team der Fachgruppe für Mikrobielle Genomik und Bioinformatik am Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr (InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr) unter Leitung von Oberregierungsrat Dr. Markus Antwerpen erhielt unmittelbar nach dem ersten Auftreten von SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 in Deutschland den Auftrag, möglichst schnell und exakt die gesamte Erbinformation des Virus zu bestimmen. Innerhalb von nur drei Tagen gelang es den Münchner Forscherinnen und Forschern eine der ersten außerhalb von China gewonnenen Gesamtgenomsequenzen des neuen Coronavirus weltweit zur Verfügung zu stellen.

Enorm wichtige Informationen

„Die Gesamtgenomsequenz ist gerade bei einem beginnenden Ausbruch von großer Bedeutung. Erst recht, wenn noch von weiteren Infizierten ausgegangen werden muss. Um eine Infektkette aufzuklären und zu unterbrechen, ist es notwendig, diese auch auf genetischer Ebene zu betrachten und diese mit erhobenen epidemiologischen Daten zu vergleichen und Hypothesen zu bestätigen,“ erklärt Dr. Antwerpen, und weiter: „Sie liefert außerdem Aufschluss über die Struktur des Virus und Ansatzpunkte für mögliche Medikamente zur Behandlung oder Impfstoffe.“

Grundsätzlich werden solche Sequenzen in internationalen Datenbanken veröffentlicht. Auf der von der deutschen Bundesregierung unterstützten Plattform „gisaid.org“ wurde das in München sequenzierte Virusgenom der Datenbank hinzugefügt. Fast täglich werden hier neue Genome zu den aktuellen Geschehnissen veröffentlicht. Hauptsächlich aus China, den USA und Thailand. Von europäischen Instituten lagen vor den ersten Daten des InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr noch keine Genome vor.

Seitdem beobachten die Münchner die weitere Ausbreitung von SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 sehr genau. Auch die Erbinformation weiterer auf der Welt untersuchter neuer SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-Coronaviren wird fortlaufend auf möglicherweise neue Mutationen überwacht. Einige davon könnten die Gefährlichkeit des Virus ändern, andere könnten sich auf die Genauigkeit der Labordiagnostik auswirken.  Durch die schnelle Erkennung und Auswertung auch kleinster Erbgutveränderung können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr umgehend auf solche Virusmutationen reagieren.

Wesentlicher Akteur

Das Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr hat sich seit Mitte Februar 2020 zu einem der wesentlichen Akteure im Kampf gegen die SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2-Pandemie entwickelt. Zur weiteren Verstärkung der COVID-19Coronavirus Disease 2019 Diagnostikfähigkeiten in Deutschland unterstützten Spezialistinnen und Spezialisten des Instituts unter anderem auch die Abteilung XXI Mikrobiologie und Krankenhaushygiene des Bundeswehrzentralkrankenhauses Koblenz und die veterinärmedizinischen Laborabteilungen der Zentralinstitute in München und Kiel beim dortigen Aufbau der COVID-19Coronavirus Disease 2019 Diagnostik. Bis Ende Mai 2020 führte das Institut selbst mehr als 8.500 Untersuchungen auf SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 durch.

Die personellen Kapazitäten in München wurden dabei sowohl durch Fachpersonal der ABCAtomar, Biologisch, Chemisch-Abwehrkräfte der Bundeswehr, als auch durch langjährig am InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr beorderte Reservistinnen und Reservisten verstärkt. Auch außerhalb Deutschlands bauten Teams des InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr bereits ab Februar die molekularbiologische Diagnostik zum Nachweis von SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 in Georgien, Tunesien und dem Einsatzgebiet Mali mit auf.

Immunreaktion erkennen

Schon kurz nach den ersten COVID-19Coronavirus Disease 2019 Fällen in Deutschland war abzusehen, dass vor allem auch die Erkennung der Immunreaktion von SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 Infizierten zunehmend an Bedeutung gewinnen wird. Daher hat das InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr bereits frühzeitig seine Forschung in diesem Bereich verstärkt und gezielt weitere Kooperationen, unter anderem mit dem Max-Planck-Institut für Biochemie, aufgenommen. Durch die Herstellung künstlicher Eiweißbausteine des Virus konnten so erste Tests entwickelt werden mit denen SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 Antikörper in Menschen schnell und verlässlich erkannt werden können.

Über die aktuellen Möglichkeiten zur COVID-19Coronavirus Disease 2019 Diagnostik und auch die Bedeutung der Antikörperdiagnostik informiert das Institut laufend auf seinen Internetseiten (www.instmikrobiobw.de). Als derzeit einzige Einrichtung des Sanitätsdienstes kann das InstMikroBioBwInstitut für Mikrobiologie der Bundeswehr einen Virus-Neutralisationstest zur sicheren Bestätigung einer schützenden Immunreaktion auf das SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-Coronavirus-2 durchführen.

von Dr. Markus Antwerpen, Michael Tomelzik