SARS-CoV-2 und Covid-19

Dieses Tafelbild gibt dir einen Überblick über die Eigenschaften, Herkunft und Behandlung des neuen Coronavirus SARS-CoV-2. Daneben wird ebenfalls erklärt, wie die Entwicklung von Wirkstoffen zur Bekämpfung des Virus abläuft.

Eigenschaften und Replikation

Beim 2019 ausgebrochenen Virus SARS-CoV-2 handelt es sich um einen Vertreter der Familie der Coronoaviren. Diese Virusfamilie zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine runde 120nm messende Form aufweisen und das Nukleokapsid von einer Membran umhüllt ist. Das (+)RNA Genom steht dabei mit Nukleoproteinenin Verbindungwelche zusammen das Nukleokapsid bilden. Gemäss Baltimore Klassifizierung der Viren gehören Coronaviren zur Gruppe IV der (+) ssRNA Viren. Beim Eintritt in die Zelle binden die Oberflächenproteine an Rezeptoren der Zellmembran was zur Endocytose des Virus führt. Zur Replikation in der Wirtszelle werden „viral-factories“ gebildet welche eine effiziente Replikation der Viren ermöglichen und diese vor den Verteidigungsmassnahmen der Wirtszellen Schützen. Bei Coronaviren ist es so, dass Doppelmembranvesikel gebildet werden, welche vom ER oder Golgi stammen. Bei der Bildung der Viren in den Vesikeln werden dsRNA Genome als Zwischenstufe der Replikation gebildet, ehe das Genom auf eine (+)ssRNA reduziert wird. Die fertigen Viren werden durch die Fusion der Doppelmembranvesikel mit der Zellmembran (Exocytose) aus den Zellen entlassen. (1)

 

Einen einfachen Überblick über die Funktion der DNA und RNA als Erbsubstanz findest du hier, einen etwas detaillierteren hier.

 

 

Herkunft und Evolution

Coronaviren infizieren eine Vielzahl von Säugetieren. Daher wird davon ausgegangen, das SARS-CoV-2 aus der Wildtierpopulation stammt und sich in Form einer Zoonose vom Tier auf den Menschen übertragen hat. Das ursprüngliche Reservoir des Erregers ist zur Zeit noch nicht klar, wobei zur Zeit Fledermäuse der Gattung Rhinolophus als aussichtsreiche Kandidaten gelten. Daneben wurde dem SARS-CoV-2 ähnliche Viren in Schuppentieren gefunden. Da diese Tiere trotz ihres geschützten Status auf dem Schwarzmarkt gehandelt werden könnten sie als Zwischenwirt für die Zoonose zum Menschen eine wichtige Rolle gespielt haben. Seit das Virus im Menschen ist, verändert es sich laufend und passt sich dem Selektionsdruck an, der durch Massnahmen des Menschen hervorgerufen wird. Da aggressivere Typen des Virus stärkere Symptome auslösen und somit betroffene Patienten eher isoliert werden, ist davon auszugehen, dass sich Virus-Varianten die schwächere Symptome auslösen, stärker verbreiten. Erste Erhebungen zur Aggressivität und Verbreitung der verschiedenen Virusstämme haben dies bereits bestätigen können. (2)

 

Eine detailliertere und aktuelle Übersicht über die bereits nachgewiesenen Virusstränge kann hier gefunden werden. (3) 

 

 

 

Infektionsweg und Behandlung

SARS-CoV-2 bindet genau wie der 2003 ausgebrochene SARS-CoV mit dem Virus eigenen Spike-Protein (S-Protein) an den ACE2 Rezeptor der hauptsächlich an der Oberfläche von Lungenepithelzellen. (4)

Damit das S-Protein die tun kann, muss es zuerst von einer zelleigenen membrandgebundenen Protease TMPRSS2 aktiviert werden, um danach am ACE2-Rezeptor binden zu können. (5) Das Wissen um diese Interaktion im Bezug auf die Infektion einer Zelle stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, um den Befall neuer Zellen im Falle einer Infektion zu reduzieren, zumal es bereits in Japan ein zugelassenes Medikament zur Inhibition der TMPRSS2 Protease gibt, das für die Behandlung entzündeter Bauchspeicheldrüsen entwickelt wird.

Neben diesem Ansatz wird derzeit an der Erforschung vieler weiterer Behandlungen geforscht:

 

- Remedisvir: Hemmt die virale Protease verschiedener RNA Viren und wird zur Zeit in China an SARS-CoV-2 infizierten Patienten getestet. Erste Tests in Zellkultur haben bereits vielversprechende Resultate gezeigt. (6)

 

- Actemra: Entzündungshemmer der Interleukin-6 hemmt; wird zur Zeit als Behandlung schwer erkrankter Patienten in China getestet. (7)

 

Eine Vielzahl weiterer Wirkstoffe werden derzeit getestet und erforscht. Hier findest du einen Überblick. (8)

 

 

Verlauf von Covid-2019

Als Covid-2019 wird die Krankheit die durch eine Infektion mit dem SARS-CoV-2 hervorgerufen wird bezeichnet. Die Inkubationszeit beträgt dabei im Schnitt 5-6 Tage, kann aber bis zu 14 Tage betragen. Häufige Symptome sind Fieber, trockener Husten, Schnupfen und Abgeschlagenheit. Im Weiteren kann es auch zu Atemproblemen, Halskratzen sowie Kopf- und Gliederschmerzen kommen. Bei einigen Betroffenen wurden auch Übelkeit und Durchfall festgestellt. Anzumerken ist, dass der Verlauf sehr stark variiert und von symptomlos bis zur fatal verlaufenden Lungenentzündung verschiedene Verläufe möglich sind. Statistiken aus China zeigen, dass 4 von 5 Krankheitsverläufe mild waren und Personen ab 60 Jahren ein erhöhtes Risiko für einen schweren Verlauf aufweisen und die meisten Todesfälle bei Personen ab 80 Jahren auftraten. (9)

 

 

Massnahmen

Ziel der in der Schweiz ergriffenen Massnahmen ist es, die weitere Ausbreitung des Virus in der Bevölkerung zu verlangsamen, um das Gesundheitswesen zu entlasten und insbesondere den älteren Teil der Bevölkerung vor einer Infektion zu schützen. Je später eine Infektion auftritt, desto milder sollte der Verlauf sein (siehe Herkunft und Evolution) und umso mehr wird über die Behandlung und den Einsatz möglicher Wirkstoffe bekannt sein.

 

Die Massnahmen des Bundes werden laufend aktualisiert und können hier eingesehen werden.

Quellen:

1. Betacoronavirus, Viralzone; https://viralzone.expasy.org/764?outline=all_by_species
2. Xiaolu Tang et al. On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2; National Science Review, nwaa036, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa036
3. Nextstrain; Genomic epidemiology of novel coronavirus (hCoV-19), https://nextstrain.org/ncov?c=clade_membership&dmax=2020-03-03&dmin=2019-12-17&l=radial
4. Hoffmann, M et al. (2020). SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a 2 clinically-proven protease inhibitor. Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.052, https://marlin-prod.literatumonline.com/pb-assets/journals/research/cell/CELL_S0092-8674%2820%2930229-4.pdf
5. Hoffmann M., Hofmann-Winkler H., Pöhlmann S. (2018) Priming Time: How Cellular Proteases Arm Coronavirus Spike Proteins. In: Böttcher-Friebertshäuser E., Garten W., Klenk H. (eds) Activation of Viruses by Host Proteases. Springer, Cham, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-75474-1_4#citeas
6. Wang, M., Cao, R., Zhang, L. et al. Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) in vitro. Cell Res 30, 269–271 (2020). https://doi.org/10.1038/s41422-020-0282-0, https://doi.org/10.1038/s41422-020-0282-0
7. Angus Liu, China turns Roche arthritis drug Actemra against COVID-19 in new treatment guidelines. FiercePharma, Mar 4, 2020, https://www.fiercepharma.com/pharma-asia/china-turns-roche-arthritis-drug-actemra-against-covid-19-new-treatment-guidelines
8. Charlotte Harrison, Coronavirus puts drug repurposing on the fast track, nature biotechnologie Feb 27, 2020, https://www.nature.com/articles/d41587-020-00003-1
9. Antworten auf häufige Fragen, Robert Koch Institut, Stand 6.3.2020, https://www.rki.de/SharedDocs/FAQ/NCOV2019/FAQ_Liste.html
10. BAG, So Schützen wir uns, https://www.bag.admin.ch/bag/de/home/krankheiten/ausbrueche-epidemien-pandemien/aktuelle-ausbrueche-epidemien/novel-cov/so-schuetzen-wir-uns.html