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Prof. Dr. A. Trkola: Virusvarianten auf der Spur

Alexandra Trkola ist die Direktorin des Instituts für medizinische Virologie der Universität Zürich und ist vor allem in der Diagnostik rund um das Coronavirus eingebunden.

Dazu führt Trkola mit ihrem Team Tests durch, um eine Infektion mit dem Virus festzustellen. Diese Tests haben die Forscher in ihrem Labor selbst entwickelt und bereits früh in der Pandemie erfolgreich eingesetzt. Ihr Antikörpertest kann Aussagen darüber treffen, ob eine Infektion mit Covid-19 eine Immunantwort im Körper ausgelöst hat. In ihren Studien untersuchen die Forscher im Detail die Antikörperantwort und unterstützen damit auch die Entwicklung neuer Impfstoffe. Ein guter Impfstoff soll möglichst lange eine schützende Immunantwort auslösen. Um dies zu prüfen werden Blutseren von Infizierten und Genesenen auf die Anwesenheit verschiedener Typen von Immunglobulinen (IgA, IgG, IgM) in Zeitreihen untersucht. Dabei zeigt sich, ob sich die Immunantwort mit der Zeit abschwächt und ob Personen, die starke Krankheitssymptome hatten, einen länger anhaltenden Schutz aufgebaut haben oder nicht.

Trkola und ihr Team haben auch einen zuverlässigen Speichel-Schnelltest entwickelt, um eine Erkrankung mit Covid-19 nachzuweisen. Der Schnelltest ist mittlerweile zugelassen und findet als Massentest in Schulen und Altersheimen Anwendung.

Neben den Antikörpertests und der Entwicklung eines Schnelltests führen Trkola und ihr Team auch PCR-Tests durch. Ein PCR-Test vervielfältigt in einer Probe Teile des Virus, sofern diese vorhanden sind, und kann so eine Infektion mit SARS-CoV-2 nachweisen. Heute fokussieren Trkola und ihr Team vermehrt auf den Nachweis von Virusvarianten. Das sind Viren, die mutiert sind, also Teile ihres Erbguts im Laufe der Zeit verändert haben. Die bekanntesten SARS-Cov-2-Virusvarianten sind die britische Varianten B.1.1.7, die brasilianische Variante P1, die südafrikanische Variante B.1.351 oder die indische Variante B.1.617. Die mutierten Viren weisen gleich mehrere Veränderungen in ihrem Erbgut auf, wobei nicht alle Veränderungen gefährlich für den Menschen sind. Die britische Variante weist beispielsweise 17 Genveränderungen auf. Die sogenannte N501Y-Mutation ist allerdings kritisch, da diese Mutation dafür sorgt, dass eine Aminosäure im Spike-Protein ausgetauscht wurde: Anstatt ein Asparagin (N) sitzt jetzt dort ein Tyrosin (Y). Dadurch wird der Kontakt des Virus zur Zelle sehr wahrscheinlich verstärkt. Doch warum kommt es zu diesen Mutationen? Dies ist in der Evolution begründet. Mutationen, die einen Vorteil aufweisen, werden eher vererbt. Ein bekanntes Beispiel beim Menschen ist die Laktosetoleranz bei Europäern und Nordasiaten, die mit der Abstammung von Viehzüchtern erklärt wird und sich offensichtlich erst vor wenigen Tausend Jahren in den Populationen durchgesetzt hat. Der evolutive Druck sorgt dafür, dass unter den vielen Varianten, die im Zuge der Vermehrung entstehen, jene profitieren, die sich besonders gut weiterverbreiten oder die Immunantwort unterwandern.

Finden Trkola und ihr Team eine verdächtige Mutation, informieren sie den zuständigen Kantonsarzt und erstatten Meldung beim Bundesamt für Gesundheit (BAG). Dann wird das Contact-Tracing aktiv, um weitere Personen zu finden, die sich mit der mutierten Variante angesteckt haben könnten. Auch ihre Proben werden sequenziert und auf Virusvarianten geprüft. Die Bildung von Virusvarianten hängt damit zusammen, wie stark das Virus unter den Menschen zirkuliert. Daher gilt es nach wie vor, die Anzahl an neu auftretenden Erkrankungen so weit wie möglich und möglichst schnell zu reduzieren.

Prof. Dr. Alexandra Trkola, Universität Zürich

Prof. Dr. Onur Boyman, Universitätsspital Zürich

Prof. Dr. Federica Sallusto, IRB, USI

Holger Moch, Direktor Institut für Pathologie und Molekularpathologie, Universitätsspital Zürich

Prof. Dr. Milo Puhan, Universität Zürich, SSPH+

PD Dr. Steve Pascolo, Universitätsspital Zürich

Prof. Dr. Silvia Arber, Biozentrum, Universität Basel und Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Basel