Im Kampf gegen die globale Coronavirus-Pandemie liefert ein Team von Wissenschaftlern des Rudolf-Virchow-Zentrums der Julius-Maximilians-Universität Würzburg neue Erkenntnisse. Sie haben neue Details über die Interaktion zwischen dem SARS-CoV-2-Virus und menschlichen Zellen entdeckt, die die hohe Infektionsrate des Virus erklären könnten.

In ihrer Studie, die in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht wurde, berichten die Forscher über ihre Untersuchungen, wie das Virus sich an die Zellen bindet. Entgegen der allgemeinen Annahme, dass das Virus gleichzeitig mehrere Bindungsstellen nutzt, fanden die Forscher heraus, dass tatsächlich nur eine einzige Bindung ausreicht, um eine Infektion auszulösen.

Auf der Suche nach dem „Türöffner“

„SARS-CoV-2 trägt auf seiner Oberfläche durchschnittlich 20 bis 40 stachelähnliche Spike-Proteine, mit denen es an so genannte ACE2-Rezeptoren auf der Zelloberfläche bindet. Diese Bindung ist der entscheidende Schritt bei der Infektion“, erklärt Prof. Markus Sauer, einer der Leiter der Studie.

Um diesen Prozess sichtbar zu machen, nutzten die Würzburger Wissenschaftler eine Methode namens Super-Resolution-Mikroskopie, mit der sie die Rezeptoren und ihre Interaktion mit den Spike-Proteinen sichtbar machen konnten.

Eins ist genug

„Wir haben herausgefunden, dass eine einzige Bindung zwischen einem Spike-Protein und einem ACE2-Rezeptor ausreicht, um eine Infektion zu ermöglichen“, sagt Simone Backes, eine der Co-Autorinnen der Studie. „Die Vorstellung, dass ein Viruspartikel mit mehreren Spike-Proteinen gleichzeitig an mehrere Rezeptoren binden kann, ist daher unwahrscheinlich.“

Auch die Theorie, dass die ACE2-Rezeptoren in Paaren oder Dreiergruppen auftreten könnten, um effizienter an die Spike-Proteine zu binden, wurde widerlegt. „Unsere Untersuchungen zeigen, dass die ACE2-Rezeptoren ausschließlich einzeln in der Membran vorkommen und dass ein einziges Spike-Protein ausreicht, um die Bindung und damit die Infektion auszulösen“, sagt Gerti Beliu, Gruppenleiterin am Rudolf-Virchow-Zentrum.

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Die nächste Etappe

Das neue Verständnis der Infektionsmechanismen des Virus könnte dazu beitragen, neue Ansätze zur Prävention und Behandlung von COVID-19 zu entwickeln. Die Forscher planen nun, den Infektionsmechanismus mit Hilfe der hochauflösenden Lichtblattmikroskopie weiter zu analysieren.

„Unser Ziel ist es, so viele Informationen wie möglich über den Mechanismus zu sammeln, mit dem das Virus in die Zelle eindringt“, sagt Sauer. „Je mehr wir darüber wissen, wie das Virus in die Zelle eindringt, desto besser können wir Präventions- und Behandlungsstrategien entwickeln.

Dieser neue Schlüssel zum Verständnis, wie das Coronavirus seine Infektion effizient verbreitet, könnte daher ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer effektiveren Kontrolle der Pandemie sein.

Was bedeutet das für die Bevölkerung?

Diese Forschungsergebnisse haben das Potenzial, einen bedeutenden Einfluss auf die Bevölkerung zu haben. Zunächst ist es wichtig zu verstehen, dass die Ergebnisse in erster Linie die medizinische Gemeinschaft und diejenigen betreffen, die an der Entwicklung neuer Behandlungs- und Präventionsstrategien für COVID-19 beteiligt sind. Aber wie können sie sich auf die breite Bevölkerung auswirken?

  1. Verbesserte Prävention und Behandlung:
    Wenn diese Forschungsergebnisse zu neuen Präventions- oder Behandlungsstrategien führen, könnte dies bedeuten, dass die Bevölkerung in der Zukunft effektiver vor COVID-19 geschützt wird. Dies könnte auch zu besseren Behandlungsergebnissen für diejenigen führen, die an COVID-19 erkranken.
  2. Bewusstsein und Verständnis:
    Durch die Verbreitung dieser Forschungsergebnisse kann das allgemeine Bewusstsein und Verständnis für die Funktionsweise von SARS-CoV-2 und wie es sich ausbreitet, erhöht werden. Dies kann dazu beitragen, Ängste und Unsicherheiten in Bezug auf das Virus zu mindern und kann die Menschen dazu ermutigen, sich an Präventionsmaßnahmen zu halten.
  3. Impfungen und Therapien:
    Ein detailliertes Verständnis des Eintrittsmechanismus von SARS-CoV-2 in menschliche Zellen könnte zur Entwicklung neuer Impfstoffe oder therapeutischer Ansätze beitragen. Auch bestehende Impfstoffe und Therapien könnten auf der Grundlage dieser Erkenntnisse möglicherweise optimiert werden.
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Die Auswirkungen dieser Forschungsergebnisse auf die Bevölkerung werden nicht sofort sichtbar sein. Es wird einige Zeit dauern, bis die Ergebnisse in praktische Anwendungen umgesetzt werden. Dennoch sind diese Forschungsergebnisse ein wichtiger Schritt im Kampf gegen die COVID-19-Pandemie.

Faktencheck: Eine einzelne Bindung ist der Schlüssel zur effizienten Verbreitung von SARS-CoV-2″


Behauptung 1: Ein Viruspartikel bindet mit nur einem Spike-Protein an einen ACE2-Rezeptor
Die Würzburger Forscher argumentieren, dass es unwahrscheinlich ist, dass ein Viruspartikel mit mehreren Spike-Proteinen gleichzeitig an mehrere Rezeptoren bindet. Stattdessen postulieren sie, dass eine einzige Bindung ausreicht, um eine Infektion zu ermöglichen.

Faktencheck: Diese Aussage basiert auf der Methode der Super-Resolution-Mikroskopie, die es den Forschern ermöglichte, die Bindungsstellen auf zellulärer Ebene zu visualisieren. Bisherige Annahmen wurden hauptsächlich aufgrund der Tatsache getroffen, dass das Virus mehrere Spike-Proteine besitzt und daher an mehrere Rezeptoren binden könnte. Die neue Forschung legt jedoch nahe, dass das nicht der Fall ist. In dieser Hinsicht hat die Behauptung wissenschaftliche Gültigkeit.


Behauptung 2: ACE2-Rezeptoren liegen ausschließlich einzeln in der Zellmembran vor
Die Forscher argumentieren, dass die ACE2-Rezeptoren, an die das Virus bindet, einzeln und nicht in Paaren oder Gruppen vorliegen.

Faktencheck: Diese Aussage basiert auf den gleichen mikroskopischen Untersuchungen, die für die erste Behauptung durchgeführt wurden. Vor dieser Forschung wurde angenommen, dass die ACE2-Rezeptoren in Paaren oder Gruppen vorliegen könnten, um effizienter an die Spike-Proteine zu binden. Aber die Würzburger Forschung zeigt, dass die Rezeptoren einzeln auftreten. Auch diese Behauptung hat wissenschaftliche Grundlage.


Behauptung 3: Die neuen Erkenntnisse könnten zu verbesserten Präventions- und Behandlungsstrategien gegen COVID-19 führen
Die Forscher behaupten, dass ihr neues Verständnis der Infektionsmechanismen des Virus zu neuen Ansätzen für die Prävention und Behandlung von COVID-19 führen könnte.

Faktencheck: Dies ist eine plausible Aussage. Ein besseres Verständnis der Infektionsmechanismen des Virus kann potenziell dazu beitragen, bessere Strategien zur Prävention und Behandlung zu entwickeln. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass weitere Forschungen notwendig sind, um solche Strategien zu identifizieren und zu testen.


Fazit:

Die Behauptungen der Würzburger Forscher basieren auf soliden wissenschaftlichen Untersuchungen und sind daher überzeugend. Ihre Forschungsergebnisse könnten wichtige Implikationen für das Verständnis der Infektionsmechanismen des SARS-CoV-2 Virus haben und zur Entwicklung von Präventions- und Behandlungsstrategien beitragen. Weitere Forschungen sind jedoch notwendig, um die genauen Auswirkungen dieser Erkenntnisse zu bestimmen.

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Quelle und Originalpublikation:

Coronaviruses Use ACE2 Monomers as Entry-Receptors. Patrick Eiring, Teresa Klein, Simone Backes, Marcel Streit, Marvin Jungblut, Sören Doose, Gerti Beliu, Markus Sauer, Angewandte Chemie International Edition, e202300821, 27. März 2023
https://doi.org/10.1002/anie.202300821

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