Covid-19 stellt trotz Ende der Pandemie weiterhin eine ernsthafte Gesundheitsbedrohung dar. Im Spätsommer 2023 tauchte eine neue SARS-CoV-2-Variante auf, BA.2.86 (Pirola), die genetisch stark von allen zuvor zirkulierenden Varianten abweicht. Ein Forscherteam des Deutschen Primatenzentrums (DPZ, Göttingen) hat in Zusammenarbeit mit Partnern an der Charité (Berlin), der Medizinischen Hochschule Hannover, dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (Braunschweig) und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg die biologischen Eigenschaften der neuen Variante untersucht. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift 'Cell' veröffentlicht [1].
Pirola: Effizienter Eintrittsweg, reduzierte Virenproduktion
Im Vergleich zu allen zuvor zirkulierenden Varianten dringt Pirola mit hoher Effizienz in Lungenzellen ein. Für den Eintritt nutzt diese Omikron-Variante die transmembrane Serinprotease 2 (transmembrane protease serine subtype 2, TMPRSS2). Dies zeigt überraschende Parallelen zu den Varianten Alpha, Beta, Gamma und Delta, die während der ersten Jahre der Pandemie zirkulierten.
Die verbesserte Aufnahme in Lungenzellen könnte auf eine erhöhte Aggressivität des Virus hinweisen. Allerdings war die Produktion neuer infektiöser Virenpartikel in infizierten Zellen reduziert, was die Ausbreitung und das pathogene Potenzial zu begrenzen scheint. „Es wird interessant sein zu analysieren, welcher Mechanismus dafür verantwortlich ist. Möglicherweise produzieren die infizierten Zellen defekte, störende Partikel, die die Ausbreitung der Pirola-Variante regulieren und zur Umgehung von Antikörpern beitragen“, sagt Studienleiter Dr. Markus Hoffmann, Infektionsbiologe am DPZ.
Spike-Protein im Wandel: Mehr als 30 Mutationen als BA.2
Die Pirola-Variante markiert einen Quantensprung in der Evolution von SARS-CoV-2. Das Spike-Protein weist im Vergleich zu ihrer Vorläufer-Variante, BA.2, mehr als 30 Mutationen auf. Die entscheidenden Mutationen für den hoch effizienten Eintritt in Lungenzellen sind S50L und K356T im Spike-Protein der Pirola-Variante.
„Es ist bemerkenswert, dass zwei Jahre nach der globalen Dominanz der Omikron-Variante, die nicht robust in Lungenzellen eindringt, nun ein völlig anderes Virus verbreitet wird und dass dieses Virus wieder mit hoher Effizienz in Lungenzellen eindringen kann. Ob der verstärkte Eintritt in Lungenzellen zu schwerwiegenderen Erkrankungen bei Infektion mit der Pirola-Variante führt, muss noch in Tierversuchen untersucht werden“, erklärt Dr. Stefan Pöhlmann, Leiter der Infektionsbiologie am DPZ.
Resistenz gegen alle therapeutischen Antikörper
Die Pirola-Variante erweist sich gegen alle therapeutischen Antikörper als resistent und umgeht die Antikörperantworten bei geimpften Personen mit und ohne Durchbruchinfektion effizient. Keiner der getesteten Antikörper konnte das Virus neutralisieren.
Allerdings wurde das Virus durch Antikörper, die durch den neuen, an XBB.1.5 angepassten mRNA-Impfstoff hervorgerufen wurden, deutlich gehemmt. „Diese Ergebnisse legen nahe, dass der XBB.1.5-adaptierte Impfstoff möglicherweise einen robusten, wenn auch wahrscheinlich kurzlebigen Schutz vor einer Infektion mit der Pirola-Variante induzieren könnte“, so Hoffmann.
Vier Jahre nach dem Ausbruch: SARS-CoV-2 adaptiert sich weiterhin
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass SARS-CoV-2 vier Jahre nach Beginn der Pandemie immer noch fähig ist, tiefgreifende Veränderungen vorzunehmen und Eigenschaften wiederzuerlangen, die die Entwicklung schwerwiegender Erkrankungen fördern können.
Subvarianten von Pirola, die derzeit weltweit auf dem Vormarsch sind, weisen beispielsweise eine zusätzliche Mutation im Spike-Protein auf, die die Antikörperumgehung erhöhen könnte. „Das Virus befindet sich im Prozess der Selbstoptimierung, und die Konsequenzen dieser Optimierung sollten untersucht werden“, kommentiert Lu Zhang, Doktorandin in der Abteilung Infektionsbiologie am DPZ.
