Ravindra Gupta, Virologe an der University of Cambridge, in London, 28.02.2019. Im Vergleich zu früheren Varianten hat Omicron möglicherweise die Fähigkeit verloren, sich aggressiv in der Lunge auszubreiten, neues Tier Suchvorschläge. „Mir ist schon immer aufgefallen, dass man das Verhalten von Viren nicht nur anhand der Mutationen vorhersagen kann“, sagte er. (Jane Stockdale/The New York Times)
Eine Flut neuer Studien an Labortieren und menschlichem Gewebe liefert erste Hinweise darauf, warum die Omicron-Variante mildere Erkrankungen verursacht als frühere Versionen des Coronavirus.
In Studien an Mäusen und Hamstern produzierte Omicron weniger schädliche Infektionen, die oft weitgehend auf die oberen Atemwege beschränkt sind: Nase, Rachen und Luftröhre. Die Variante schadete der Lunge viel weniger, wo frühere Varianten oft zu Narbenbildung und ernsthaften Atembeschwerden führten.
„Man kann mit Recht sagen, dass die Idee einer Krankheit, die sich hauptsächlich in den oberen Atemwegen manifestiert, aufkommt“, sagt Roland Eils, Computerbiologe am Berlin Institute of Health, der untersucht hat, wie Coronaviren die Atemwege infizieren.
https://images.indianexpress.com/2020/08/1×1.pngAls im November der erste Bericht über die Omicron-Variante aus Südafrika kam, konnten Wissenschaftler nur vermuten, wie sie sich anders verhalten könnte als früher Formen des Virus. Sie wussten nur, dass es eine unverwechselbare und alarmierende Kombination von mehr als 50 genetischen Mutationen hatte.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass einige dieser Mutationen es Coronaviren ermöglichen, Zellen fester zu greifen. Andere ermöglichten es dem Virus, Antikörper zu umgehen, die als frühe Verteidigungslinie gegen Infektionen dienen. Aber wie sich die neue Variante im Körper verhalten könnte, war ein Rätsel.
„Man kann das Verhalten von Viren nicht allein anhand der Mutationen vorhersagen“, sagte Ravindra Gupta, Virusexperte an der University of Cambridge.
Im letzten Monat haben mehr als ein Dutzend Forschungsgruppen, darunter Guptas , haben den neuen Krankheitserreger im Labor beobachtet, Zellen in Petrischalen mit Omicron infiziert und das Virus in die Nasen von Tieren gesprüht.
Während ihrer Arbeit schwappte Omicron über den Planeten und infizierte leicht sogar Menschen, die geimpft wurden oder sich von Infektionen erholt haben.
Aber als die Fälle in die Höhe schossen, nahmen die Krankenhauseinweisungen nur bescheiden zu. Frühe Studien an Patienten deuteten darauf hin, dass Omicron weniger wahrscheinlich schwere Krankheiten verursacht als andere Varianten, insbesondere bei geimpften Personen. Dennoch waren diese Ergebnisse mit vielen Vorbehalten verbunden.
Zum einen trat der Großteil der frühen Omicron-Infektionen bei jungen Menschen auf, die mit geringerer Wahrscheinlichkeit an allen Versionen des Virus ernsthaft erkranken. Und viele dieser frühen Fälle traten bei Menschen mit einer gewissen Immunität gegenüber früheren Infektionen oder Impfstoffen auf. Es war unklar, ob sich Omicron beispielsweise auch bei einem ungeimpften älteren Menschen als weniger schwerwiegend erweisen würde.
Tierversuche können helfen, diese Unklarheiten zu klären, da Wissenschaftler Omicron an identischen Tieren testen können, die unter identischen Bedingungen leben. Mehr als ein halbes Dutzend Experimente, die in den letzten Tagen veröffentlicht wurden, wiesen alle auf die gleiche Schlussfolgerung hin: Omicron ist milder als Delta und andere frühere Versionen des Virus.
Am Mittwoch veröffentlichte ein großes Konsortium japanischer und amerikanischer Wissenschaftler einen Bericht über Hamster und Mäuse, die entweder mit Omicron oder einer von mehreren früheren Varianten infiziert waren. Die mit Omicron infizierten Tiere hatten weniger Lungenschäden, verloren weniger Gewicht und starben seltener, wie die Studie ergab.
Obwohl die mit Omicron infizierten Tiere im Durchschnitt viel mildere Symptome aufwiesen, waren die Wissenschaftler besonders beeindruckt von den führt zu Syrischen Hamstern, einer Spezies, von der bekannt ist, dass sie an allen vorherigen Versionen des Virus schwer erkrankt.
„Das war überraschend, da jede andere Variante diese Hamster robust infiziert hat“, sagte Dr. Michael Diamond, Virusexperte an der Washington University und Co-Autor der Studie.
Mehrere andere Studien an Mäusen und Hamster sind zu dem gleichen Schluss gekommen. (Wie die meisten dringendsten Omicron-Forschungen wurden diese Studien online gestellt, aber noch nicht in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht.)
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Der Grund, warum Omicron milder ist, kann eine Frage der Anatomie sein. Diamond und seine Kollegen fanden heraus, dass der Omikronspiegel in der Nase der Hamster der gleiche war wie bei Tieren, die mit einer früheren Form des Coronavirus infiziert waren. Aber die Omikronwerte in der Lunge waren ein Zehntel oder weniger der anderen Varianten.
Ein ähnliches Ergebnis kamen von Forschern der Universität Hongkong, die Gewebestücke untersuchten, die während einer Operation aus menschlichen Atemwegen entnommen wurden. In 12 Lungenproben fanden die Forscher heraus, dass Omicron langsamer wuchs als Delta und andere Varianten.
Die Forscher infizierten auch Gewebe aus den Bronchien, den Röhren im oberen Brustkorb, die Luft von der Luftröhre in die Lunge transportieren. Und innerhalb dieser Bronchialzellen wuchs Omicron in den ersten zwei Tagen nach einer Infektion schneller als Delta oder das ursprüngliche Coronavirus.
Diesen Erkenntnissen müssen weitere Studien folgen, etwa Experimente mit Affen oder Untersuchungen der Atemwege von Omicron-Infizierten. Wenn die Ergebnisse einer genaueren Prüfung standhalten, könnten sie erklären, warum Menschen, die mit Omicron infiziert sind, mit geringerer Wahrscheinlichkeit ins Krankenhaus eingeliefert werden als solche mit Delta.
Coronavirus-Infektionen beginnen in der Nase oder möglicherweise im Mund und breiten sich im Rachen aus. Leichte Infektionen kommen nicht viel weiter. Aber wenn das Coronavirus die Lunge erreicht, kann es ernsthaften Schaden anrichten.
Immunzellen in der Lunge können überreagieren und nicht nur infizierte, sondern auch nicht infizierte Zellen abtöten. Sie können eine unkontrollierbare Entzündung hervorrufen, die die empfindlichen Wände der Lunge vernarben. Außerdem können die Viren aus der geschädigten Lunge in den Blutkreislauf entweichen, Blutgerinnsel auslösen und andere Organe verwüsten.
Gupta vermutet, dass die neuen Daten seines Teams eine molekulare Erklärung dafür liefern, warum Omicron in der Lunge.
Viele Zellen in der Lunge tragen auf ihrer Oberfläche ein Protein namens TMPRSS2, das unbeabsichtigt passierenden Viren dabei helfen kann, in die Zelle einzudringen. Aber Guptas Team fand heraus, dass dieses Protein Omicron nicht sehr gut vertragen kann. Infolgedessen infiziert omicron Zellen auf diese Weise schlechter als Delta. Ein Team der University of Glasgow kam unabhängig voneinander zu demselben Schluss.
Über einen alternativen Weg können Coronaviren auch in Zellen eindringen, die kein TMPRSS2 herstellen. Weiter oben in den Atemwegen neigen Zellen dazu, das Protein nicht zu tragen, was den Beweis erklären könnte, dass Omikron dort häufiger gefunden wird als in der Lunge.
Gupta spekulierte, dass sich Omicron zu einem Spezialisten für die oberen Atemwege entwickelt hat, der im Rachen und in der Nase gedeiht. Wenn das stimmt, hat das Virus möglicherweise eine bessere Chance, in winzigen Tröpfchen in die umgebende Luft ausgeschieden zu werden und auf neue Wirte zu stoßen.
„Es dreht sich alles darum, was in den oberen Atemwegen passiert, damit es übertragen wird, richtig ?” er sagte. „Es ist nicht wirklich das, was unten in der Lunge passiert, wo die schweren Krankheiten passieren. So können Sie verstehen, warum sich das Virus auf diese Weise entwickelt hat.“
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Während diese Studien klar helfen zu erklären, warum Omicron eine mildere Krankheit verursacht, beantworten sie noch nicht, warum sich die Variante so gut von Mensch zu Mensch übertragen lässt. Allein am Donnerstag wurden in den Vereinigten Staaten mehr als 580.000 Fälle registriert, von denen angenommen wird, dass es sich bei den meisten um Omikron handelt.
„Diese Studien befassen sich mit der Frage, was in der Lunge passieren kann, aber nicht wirklich mit der Frage der Übertragbarkeit“, sagte Sara Cherry, Virusexpertin an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania.
Diamond sagte, er wolle warten, bis weitere Studien durchgeführt werden, insbesondere an Menschen statt an Tieren, bevor er die Hypothese befürwortet, dass TMPRSS2 der Schlüssel zum Verständnis von Omicron ist. „Ich denke, es ist noch zu früh“, sagte er.
Wissenschaftler wissen, dass ein Teil der Ansteckungsfähigkeit von Omicron auf seine Fähigkeit zurückzuführen ist, Antikörper zu umgehen, wodurch es leichter als andere Varianten in die Zellen von geimpften Menschen gelangen kann. Sie vermuten jedoch, dass Omicron noch einige andere biologische Vorteile hat.
Letzte Woche berichteten Forscher, dass die Variante eine Mutation trägt, die die sogenannte angeborene Immunität schwächen kann, einen molekularen Alarm, der unser Immunsystem schnell aktiviert das erste Anzeichen einer Invasion in der Nase. Aber es bedarf weiterer Experimente, um herauszufinden, ob dies tatsächlich eines der Erfolgsgeheimnisse von omicron ist.
„Es könnte so einfach sein, dass dies viel mehr Viren im Speichel und in den Nasengängen der Menschen ist“, sagte Cherry. Aber es könnte auch andere Erklärungen für seine effiziente Verbreitung geben: Es könnte stabiler in der Luft sein oder besser neue Wirte infizieren. “Ich denke, es ist wirklich eine wichtige Frage”, sagte sie.
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