Berner Entdeckung
So vermehrt sich das Coronavirus in den Atemwegen

Erkenntnisse für antivirale Medikamente und präventive Massnahmen: Berner Forschende haben herausgefunden, wie sich das Coronavirus in den Atemwegen vermehrt und wie das Immunsystem darauf reagiert.

André Bissegger
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Berner Forschende haben untersucht, wie sich die Corona-Viren in den Atemwegen vermehren.

Berner Forschende haben untersucht, wie sich die Corona-Viren in den Atemwegen vermehren.

Uni Bern

Forschende des Instituts für Infektionskrankheiten (IFIK) der Universität Bern und des eidgenössischen Instituts für Virologie und Immunologie (IVI) wollten herausfinden, was mit den Atemwegen nach einer Infektion mit Sars-CoV-2 passiert. Nun konnten sie aufzeigen, wie sich das Virus, welches die Coronavirus-Erkrankung (Covid-19) verursacht, in den Atemwegen vermehrt und wie die angeborene Immunantwort reagiert.

Die Erkenntnisse aus dem Versuch können dazu dienen, antivirale Medikamente und präventive Massnahmen zu entwickeln, teilte die Universität Bern am Mittwoch mit. «Unser System bietet Einblicke in den molekularen Kampf, der während einer Infektion zwischen Virus und Wirt stattfindet», wird Ronald Dijkman vom IFIK in der Mitteilung zitiert. «Es unterstreicht die Bedeutung subtiler Veränderungen in der Mikroumgebung zwischen Virus und Wirt, welche die Virusvermehrung beeinflussen können.» Das Verständnis davon, welche Schlüsselfaktoren an diesem Prozess beteiligt sind und ob sie den Wirt oder das Virus begünstigen, eröffne neue Möglichkeiten für gezielte präventive Massnahmen oder die Entwicklung neuartiger pharmazeutischer Wirkstoffe zur Bekämpfung von Coronavirus-Infektionen.

Die Temperatur ist entscheidend

Die Forschenden haben dazu Sars-CoV-2 mit seinem engen Verwandten Sars-CoV verglichen. Sars-CoV ist ein anderes Coronavirus, das in den Jahren 2002-2003 zu 8400 Ansteckungen und 800 Todesfällen führte. Sars-CoV-2 vermehrt sich im Gegensatz zu Sars-CoV bevorzugt in den oberen Atemwegen – also in der Nasenhöhle, dem Rachen und der Luftröhre – und kann leicht übertragen werden, auch bereits bevor Krankheitssymptome auftreten. Sars-CoV hingegen sorgt für eine Entzündung der unteren Atemwege und ist erst nach dem Auftreten von Symptomen ansteckend. Obwohl die Viren sehr ähnlich sind, führen sie also zu ganz unterschiedlichen Krankheitsbildern.

Der Schlüsselfaktor für den Unterschied ist die Temperatur, wie die Uni Bern schreibt. Sars-CoV-2 vermehrt sich nämlich bevorzugt bei kühleren Temperaturen, wie sie typischerweise in den oberen Atemwegen (33 Grad Celsius) herrschen. Hier konnte sich das Virus in dem Versuch auch schneller und in höherem Masse vermehren, als bei Infektionen, die bei 37 Grad Celcius ausgelöst wurden. Dies ist die Temperatur in den unteren Atemwegen. Auf Sars-CoV hatten die kühleren Temperaturen dagegen keinen Einfluss.

Das Immunsystem als erste Verteidigungslinie

Ausserdem analysierten die Forschenden, welche Gene nach einer Infektion mit den Viren ein- und ausgeschaltet werden. Damit konnten die Berner verstehen, wie die Zellen des Atemtrakts auf eine Infektion reagieren und welche angeborenen Immunprogramme aktiviert werden. Auch hier zeigten sich je nach Temperatur Unterschiede. So wurde bei höheren Temperaturen die Immunantwort stärker stimuliert und das Virus effizienter bekämpft. Gleichzeitig kann die Immunantwort auch überschiessen, was sich dann wieder negativ auf die infizierte Person auswirkt.

«Die detaillierte Analyse der Vermehrung von Sars-CoV-2 und der temperaturbedingten Unterschiede in der angeborenen Immunabwehr könnten erklären, warum sich Sars-CoV-2 so gut in den oberen Atemwegen ausbreitet und warum es leichter übertragen wird als Sars-CoV», erklärt Ronald Dijkman vom IFIK in der Mitteilung.