Der Höhepunkt, den Argentinien Mitte Januar in der Mitte der dritten Coronavirus-Welle und mit mehr als 140.000 Fällen in nur 24 Stunden verzeichnete, war kein Zufall. Zu diesem Zeitpunkt reagierten alle Infektionen auf die neueste Variante des a href="https://www.infobae.com/coronavirus/" rel="noopener noreferrer" target="_blank"bÓmicron-Coronavirus, das im November 2021 in Südafrika entdeckt wurde und das wahrscheinlich das am schnellsten verbreitete Virus in der Geschichte der Menschheit, laut Wissenschaft.
Experten haben untersucht, dass eine Person mit dem Masernvirus innerhalb von 12 Tagen 15 weitere infizieren kann. Aber als Ómicron letzten Sommer plötzlich ankam, sprang er so schnell von Person zu Person, dass ein einzelner Fall nach vier Tagen zu sechs weiteren, 36 Fällen nach acht Tagen und 216 Fällen nach 12 Tagen führen konnte. Ende Februar war die Variante für fast alle COVID-Neuinfektionen der Welt verantwortlich.
Als die Alpha-Variante im November 2020 entdeckt wurde, wussten die Wissenschaftler wenig darüber, wie sich die wenigen Mutationen auf ihr Verhalten auswirken würden. Jetzt, nach mehr als einem Jahr Wissen und Daten, konnten Forscher einige der 50 oder mehr Mutationen von a href="https://asm.org/Articles/2021/December/How-Ominous-is-the-Omicron-Variant-B-1-1-529" rel="noopener noreferrer" mark class="hl_yellow"bÓmicron verknüpfen zu den Mechanismen, die ihm geholfen haben, sich so schnell und effektiv zu verbreiten. Dieser Forschungsprozess dauert normalerweise viel länger, sagte Dr. Sriram Subramaniam, Biochemiker an der University of British Columbia. „Aber wir analysieren diese Varianten seit einem Jahr, also waren wir vorbereitet“, fügte er hinzu.
Laut dem Experten beherbergt Ómicron doppelt so viele Mutationen wie andere interessierende Varianten, und seine Unterlinie BA.2 könnte noch mehr aufweisen. Es gibt 13 Mutationen im Omicron-Spitzenprotein, die unter anderen Varianten selten zu sehen sind. Diese Veränderungen in seiner Anatomie gaben ihm erstaunliche neue Fähigkeiten. „Wenn Delta die Brute-Force-Hulk-Variante ist, denken Sie an Ómicron als Flash, maskiert und böse schnell“, beharrte er.
Eine von Scientific American veröffentlichte Studie untersucht vier Möglichkeiten, wie sich die Variante physisch verändert hat. Drei dieser Veränderungen halfen dieser Version des Virus, unserem Immunsystem auszuweichen und ansteckender zu werden, während die vierte zu einer milderen Krankheit hätte führen können.
1-Verwendung einer Verkleidung: Was Ómicron so übertragbar gemacht hat, wie die meisten Beweise zeigen, ist ein einzigartiger und mächtiger Mechanismus unter den Varianten. Omicron hatte eine unvergleichliche Fähigkeit, sich vor dem Immunsystem zu verstecken, als wäre es eine Verkleidung. Während der Infektion lagern sich Cluster faustförmiger Aminosäuren oberhalb des Coronavirus-Peaks, die als Rezeptorbindungsdomänen (RBDs) bezeichnet werden, an ein Protein an der Außenseite einiger menschlicher Zellen an: den ACE2-Rezeptor. Um diese Anhaftung zu vermeiden, erzeugt das Immunsystem Antikörper (Y-förmige Proteine, die durch eine frühere Infektion oder Impfung induziert wurden), die eine RBD erkennen und wie ein Klettverschluss daran haften, sodass sich das Virus nicht mit ACE2 verbinden kann.
In früheren Varianten waren eine, zwei oder vielleicht drei Aminosäuren in den RBD mutiert, wodurch jede RBD ausreichend verändert wurde, um zu verhindern, dass einige, aber nicht alle Antikörper sie erkennen. Aber Ómicron beherbergte 15 RBD-Mutationen, viele an wichtigen Antikörperbindungsstellen, und bildete eine aufwändige Verkleidung, um viele weitere Antikörper zu vermeiden. Es war, als hätte das Virus eine Latexmaske aufgesetzt Mission: Unmöglich, sein Gesicht zu ändern. „Es gibt so viele Mutationen und so viele neue“, sagt Matthew McCallum, Biochemiker an der University of Washington.
In einer in der Zeitschrift Science veröffentlichten Analyse zeigte McCallum zusammen mit seinem Laborleiter David Veesler und seinen Kollegen eine Konsequenz dieser dramatischen Transformation: nur eine von acht Antikörperbehandlungen für COVID, die in Krankenhäusern eingesetzt werden, die auf natürlichen Antikörpern basieren, ist immer noch effektiv an RBDs gebunden. Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass Mutationen in RBDs und eine zweite Stelle, die als N-terminale Domäne bezeichnet wird, es dem Virus ermöglichen, Antikörper zu vermeiden, die durch Impfung oder Infektion erworben wurden. Dank Ómicrons überzeugendem Kostüm fand die Variante keine Bremsen und breitete sich blitzschnell aus. Die Impfstoffe verhinderten jedoch immer noch schwere Krankheiten, insbesondere mit Auffrischungsinjektionen.
2-Stabilisierung: Als Ómicron seinen Schnabel drastisch veränderte, um sich vor dem Immunsystem zu verstecken, beseitigten diese Änderungen einige chemische Rückstände, die derselbe Peak zur Bindung an ACE2 benötigte. Andere Mutationen kompensierten jedoch: Laut einer anderen Studie in Science bildeten RBDs neue chemische Brücken, um effektiv an das Protein zu binden. „Es hat eindeutig einige wichtige Rückstände für die Gewerkschaft verloren, aber es hat sie durch andere Interaktionen wieder wettgemacht“, sagte Subramaniam, der der Hauptautor des Artikels war.
Das Spike-Protein wurde auch widerstandsfähiger. In anderen Varianten sind zwei Untereinheiten innerhalb der Spitze, S1 und S2, leicht miteinander verbunden. Dadurch können sie sich schnell teilen, sodass der Schnabel in einer menschlichen Zelle vergraben werden kann, wenn das Virus eine findet. Nachteilig an dieser empfindlichen Anordnung ist jedoch, dass viele Spitzen vorzeitig brechen, bevor sie sich einer Zelle nähern. Einmal getrennt, können die Spikes dem Virus nicht mehr helfen, sich anzuhaften.
Mutationen in Ómicron führten laut a href="https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.16.472934v1" rel="noopener noreferrer" mehreren/a a href="https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.17.473248v3" rel="noopener noreferrer" Studien/a zu dünnen Molekülbrücken, die die Untereinheiten besser zusammenhalten. Einer wurde im Journal of Medical Virology veröffentlicht und die anderen wurden als vorläufige Artikel veröffentlicht, die von anderen Wissenschaftlern noch nicht offiziell überprüft wurden. „Dieses Virus hat sich wirklich vor vorzeitiger Aktivierung geschützt“, sagte Shan-Lu Liu, Autor eines der Artikel und Direktor des Programms Emerging Viruses and Pathogens an der Ohio State University. „Wenn das Virus zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist, kann es aktiviert werden und in die Zelle gelangen, aber nicht davor.“
3-Finden Sie die Seitentür: In den vorherigen Varianten gab es eine Konstante: Das Virus stützt sich auf ein Protein auf der Oberfläche menschlicher Zellen namens TMPRSS2 (ausgesprochen „tempres dos“), um die Zellmembran zu durchqueren. Aber Ómicron hat TMPRSS2 nicht verwendet. Er nahm einen ganz anderen Weg zur Zelle. Anstatt die Vordertür aufzubrechen, rutschte Ómicron über die Seite. Während andere Varianten die Proteine ACE2 und TMPRSS2 benötigen, um ihr Genom in eine Zelle zu injizieren, bindet Ómicron nur an ACE2. Es wurde dann in eine hohle Blase gewickelt, die Endosom genannt wurde. Die Blase rutschte in die Zelle, wo das Virus platzte und die Kontrolle übernahm.
Wissenschaftler spekulieren, dass Ómicron auf diese Weise zwei mögliche Vorteile erlangt hat. Erstens haben viele Zellen kein TMPRSS2 auf ihrer Außenseite. Wenn das Virus also kein Oberflächenprotein benötigt, verfügt es über einen größeren Satz von Zellen, die es infizieren kann. „Die derzeitige Hypothese ist, dass möglicherweise sieben- oder sogar zehnmal so viele Zellen für das Virus verfügbar sein sollten, wenn es die Endosomen durchquert und nicht von TMPRSS2 abhängt“, sagt Wendy Barclay, Virologe am Imperial College London, deren Team unter anderem erkannten die neue Einstiegsroute, die sie in einer vorgedruckten Studie beschrieben haben.
Zweitens, während die Delta-Variante häufig tauchte, um Lungenzellen zu infizieren, die reich an TMPRSS2 waren, replizierte sich Omicron schnell in den Atemwegen über der Lunge, was wahrscheinlich dazu beitrug, dass sie sich von Person zu Person ausbreitete. „Möglicherweise sehen wir eine Veränderung der oberen Atemwege, die die Ausbreitung des Virus durch Husten, Niesen usw. fördert“, erklärte Joe Grove, Virologe an der University of Glasgow und Mitautor einer Druckvorstufe hat die Änderung des Eintrags erkannt.
4-Er senkte seine Verteidigung: Eine vierte endgültige Änderung von Ómicron trug nicht dazu bei, die Variante im Gegensatz zu den ersten drei ansteckender zu machen. Stattdessen führte die Veränderung zu einer überraschenden Schwäche, die die Variante anfälliger für einen Teil der Abwehrkräfte unseres Körpers machte, der als angeborenes Immunsystem bekannt ist. Wissenschaftler untersuchten die Reaktionen von Omicron und Delta auf Interferone, kleine Proteine, die wie Fackeln auf Straßen wirken und angeborene Immunzellen vor Eindringlingen warnen. Delta war ein Meister darin, die Interferon-Reaktion zu beherrschen, aber Omicron war schrecklich. Tatsächlich wurde die Interferon-Signalisierung aktiviert.
Forscher wissen noch nicht, wie diese Veränderung zustande kam. Mindestens 11 der 26 Coronavirus-Proteine interagieren mit dem Interferonsystem, und viele von ihnen wurden in Ómicron mutiert. Aber auch ohne den genauen Mechanismus zu kennen, können Wissenschaftler Anzeichen für die Folgen dieser Veränderung erkennen.
Da die Lunge eine stärkere Interferonreaktion aufweist als die oberen Atemwege, hat Omicrons Anfälligkeit für diese Reaktion möglicherweise verhindert, dass sie sich auf das tiefere Organ ausbreitet. „Nach dem, was wir sehen, ist es biologisch sinnvoll“, sagte Dr. Martin Michaelis, Biologe an der Universität von Kent in England, der in einem in Cell Research veröffentlichten Artikel analysierte, wie Ómicron mit Interferon interagiert. „Omicron scheint weniger in der Lage zu sein, weiter in Körper und Lunge einzudringen, um schwere Krankheiten zu verursachen.“
Obwohl Ómicrons Auswirkungen auf unsere gesamte Bevölkerung nicht gering waren, führte dies zu einer enormen Zunahme von Krankenhausaufenthalten und Todesfällen sowie zu einer Rekordzahl von a href="https://www.scientificamerican.com/article/why-omicron-is-putting-more-kids-in-the-hospital/" rel="noopener noreferrer" Kindern im Krankenhaus. Die Variante schien eine weniger schwere Erkrankung bei einigen Infizierten sowie bei Tiermodellen . Diejenigen, die nicht geimpft waren oder andere Risikofaktoren hatten, hatten jedoch immer noch ein viel höheres Risiko für schwere Erkrankungen und Todesfälle.
Zukünftige Varianten, falls und wann sie erscheinen, können andere Änderungen an ihren Strukturen und Fähigkeiten aufweisen. „Ich bin mir nicht sicher, ob wir uns auf unseren Lorbeeren ausruhen und sagen können, dass alles vorbei ist“, sagt Barclay. Da sich Infektionen in vielen Bevölkerungsgruppen auf der ganzen Welt weiter ausbreiten und sich entwickeln, wird das Virus mehr Übertragungsformen darstellen, darunter auch einige, an die Wissenschaftler noch nicht gedacht haben.
Infografik: Marcelo Regalado
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