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Coronavirus bei Tieren: Katzen, Nerze, Gorillas - Studie zeigt, welche Arten anfälliger für Ansteckung sind
Coronavirus Studie Tiere
Coronavirus bei Tieren: Studie zeigt, welche Arten anfälliger für Ansteckung sind
Erst wurden Katzen infiziert, später dann Nerze und nun auch Gorillas: Immer wieder werden Corona-Infektionen bei Tieren nachgewiesen.
Forscher haben nun Hinweise darauf gefunden, wieso das Virus auf manche Tiere eher übertragen wird – was auch relevant sein könnte für die Suche nach dem Pandemieursprung.
Es kommt dabei vor allem auf das sogenannte Spikeprotein an, das auch bei der Suche nach Impfstoffen entscheidend war.
Ben Kendal
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15.01.2021, 5:30 Uhr
Unter anderem Katzen sind offenbar besonders anfällig für eine Ansteckung mit Sars-CoV-2, wie eine aktuelle Studie zeigt.
© Quelle: Julian Stratenschulte/dpa
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Hinter der Übertragung des Coronavirus auf verschiedene Tierarten steht ein großes Fragezeichen. Noch ist unklar, warum und welche Tiere für eine Infektion überhaupt anfällig sind. Bislang wurde Sars-CoV-2 schon bei einigen Tieren nachgewiesen: Am Anfang der Pandemie wurde das Virus bei Katzen, Hunden und sogar Tigern festgestellt. Monate später wurden Millionen Nerze aus Farmen in Dänemark getötet, die mit dem Virus infiziert waren, zahlreiche Menschen hatten sich bei den Tieren angesteckt. Umgekehrt können Menschen aber auch Tiere infizieren, wie das jüngste Beispiel aus einem Safaripark im US-Staat Kalifornien in dieser Woche zeigt: Mehrere Gorillas wurden mit Sars-CoV-2 angesteckt – vermutlich von einem Mitarbeiter des Zoos.
Wie kann eine Ansteckung mit dem Virus überhaupt auf Tiere erfolgen – und welche Faktoren spielen dabei eine Rolle? Dieser Frage haben sich auch Forscher des britischen Pirbright Instituts gewidmet, das für die Untersuchung von Infektionskrankheiten bei Nutztieren zuständig ist. In einer in der Fachzeitschrift „PLOS Biology“ veröffentlichten Studie haben sie gezeigt, welche anderen Tiere mit dem Virus infiziert werden könnten. Auch die noch offene Frage zum Pandemieursprung taucht in der Abhandlung vor – denn eine erstmalige Übertragung von Sars-CoV-2 auf den Menschen könnte über Fledermäuse und einen noch unbekannten Zwischenwirt erfolgt sein. Das zumindest vermuten viele Wissenschaftler.
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Experiment: Alles führt zum Spikeprotein – auch bei Hunden und Katzen
Die Forscher haben bei ihrem Experiment zunächst die Sequenzen von einem verwandten Coronavirus bei Fledermäusen unter die Lupe genommen. Das Erbgut des Virenstamms RaTG13 entspricht zu 96 Prozent dem von Sars-CoV-2 und gilt daher als engster Verwandter des Coronavirus. So verglichen die Wissenschaftler der Viralen-Glycoprotein-Gruppe am britischen Pirbright Institut das Erbgut der Viren. Dies erfolgte über molekularbiologische Techniken, bei denen die Forscher ohne die Verwendung des Coronavirus auskommen konnten.
Dabei stellten sie viele Unterschiede zwischen deren Spikeproteinen fest. Diese sind nicht nur für die Entwicklung von Impfstoffen zentral. Das Virus selbst – in dem Falle Sars-CoV-2 – nutzt dieses Protein auch, um über Rezeptorbindungsstellen in die Zellen einzudringen – und sich dann dort zu vermehren. Bei dieser Anbindung gilt das Schlüssel-Schloss-Prinzip: Das Spikeprotein muss die richtige Form haben, um an die Rezeptorbindungsstellen andocken zu können. Jedes Tier hat jedoch etwas anders geformte Rezeptoren, weshalb das Spikeprotein bei manchen Gattungen besser andockt als bei anderen.
Insgesamt untersuchten die Forscher an 22 verschiedenen Arten, welche Tiere besonders anfällig für eine Infektion sein könnten. Dabei testeten sie, ob die Sars-CoV-2-Spikeproteine an die Rezeptorbindungsstellen, konkret die „Angiotensin-Converting-Enzyme-2′′-Rezeptoren (ACE2-Rezeptoren), der Tiere andocken konnten oder nicht. Das Ergebnis: Bei Hunden, Katzen und Rindern war die Anbindung an deren Rezeptoren am erfolgreichsten. Die Wissenschaftler fanden zudem heraus, dass Sars-CoV-2-Spikeproteine am schlechtesten an die Rezeptorbindungsstellen von Fledermäusen und Vögeln andockten.
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Studie legt nahe: Bei Übertragung auf Menschen gab es einen Zwischenwirt
Die Befunde sind auch für die Suche nach dem Ursprung der Coronavirus-Pandemie entscheidend. Sie erhärten nach Ansicht der Wissenschaftler den Verdacht, dass es bei der vermuteten Übertragung des Virus von Fledermäusen auf Menschen einen Zwischenwirt gegeben haben muss. Denn wenn die Sars-CoV-2-Spikeproteine nicht an Fledermäusen andocken können, liegt die Vermutung nahe, dass die Tiere das Virus nicht direkt auf den Menschen übertragen konnten.
Um zu untersuchen, wie die Anpassung von Sars-CoV-2 an Menschen erfolgt sein könnte, haben die Forscher die Spikeproteine von RaTG13 und Sars-CoV-2 getauscht. So konnten sie erkennen, ob die Viren noch erfolgreich an die ACE2-Rezeptorbindungsstellen andocken konnten. Während die Anbindung von Sars-CoV-2 mit RaTG13-Spikes nicht erfolgreich war, konnten die RaTG13-Viren mit Sars-CoV-2-Spikeproteinen an menschliche Rezeptoren andocken. Jedoch war die Bindungsfähigkeit schlechter als bei nicht modifizierten Sars-CoV-2-Viren, schreiben die Forscher.
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Forscher: Mechanismen zwischen den Virenstämmen erlauben womöglich Mutation
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Was heißt das also nun für die Zoonose, also die Übertragung von Viren von Tier zu Mensch? Die Forscher betonen, dass eine genetische Veränderung von Sars-CoV-2 – so ähnlich, wie sie künstlich in dem Experiment durchgeführt wurde – eine entscheidende Rolle gespielt haben könnte. Denn wenn ein Virus wie beim Experiment mit angepassten Spikeproteinen erfolgreich an die Rezeptoren von Menschen andocken konnte, wäre es denkbar, dass eine derartige genetische Veränderung von Viren die Übertragung auf Menschen überhaupt erst ermöglicht hat. Die Befunde könnten darauf hinweisen, dass es zwischen den Virenstämmen Mechanismen gibt, die eine Mutation der Viren erlauben – und wodurch sie von Tieren auf Menschen übertragen werden können.
