Warum sich manche Corona-Mutanten schneller ausbreiten als andere

Mutation ist ein natürlicher Prozess im Lebenszyklus von Viren. Wenn ein mutiertes, also verändertes Virus, besser an seine Lebensbedingungen angepasst ist, dann führt dies häufig dazu, dass es die vorherigen Virusvarianten verdrängt. "Besser angepasst" bedeutet in diesem Kontext zumeist, dass sich das Virus schneller ausbreitet.

Dies war auch bei dem Coronavirus der Fall. Der Blick auf die sogenannte "britische Mutante" B.1.1.7. zeigt, wie schnell dies vonstattengehen kann. Die Variante wurde erstmals im Dezember 2020 im englischen Kent beobachtet und hatte bereits im Frühling in der westlichen Welt den "Wildtypus, also die vorherige Version des Virus, verdrängt. Ähnliches geschah auch mit der Mutante B.1.351 in Südafrika und der Mutante P.1 in Brasilien.

Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat nun untersucht, was genau die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mutanten beeinflusst. Ihre Arbeit wurde im renommierten Fachmagazin "Science" veröffentlicht.

Alle drei Varianten teilen eine bestimmte Mutation

Sie kamen zu dem Ergebnis, dass bei der britischen Variante B.1.1.7 eine Mutation namens N501Y dazu führt, dass sich die sogenannte Gleichgewichtsdissoziationskonstante (KD) des Virus verringert hat. Ein niedriger KD-Wert bedeutet, dass sich das Virus leichter an Rezeptoren binden und somit einfacher in menschliche Zellen eintreten kann.

Auch bei den brasilianischen und südafrikanischen Varianten B.1.351 und P.1 führten zwei Veränderungen dazu, dass sich deren KD-Wert verändert hat. Allerdings hat er sich in diesen Fällen erhöht: Alleine durch diese Mutation wären sie folglich eher weniger ansteckend geworden. Doch die Forschenden identifizierten noch weitere Mutationen bei diesen beiden Varianten.

Tatsächlich wiesen beide ebenfalls die bereits bei der britischen Variante beobachtete Mutation N501Y auf, welche auch hier für einen sinkenden KD-Wert sorgt. Aus der Kombination der beiden gegenläufigen Mutationen ergibt sich für die brasilianische und südafrikanische Version daher ein mittlerer KD-Wert von rund 6,5. Das bedeutet: Beide sind folglich ansteckender als der Wildtypus, jedoch weniger ansteckend als die britische Variante B.1.1.7.

Kreuzimmunitäten sind entscheidend für die Immunantwort des Körpers

Diese Beobachtung könnte erklären, warum sich die beiden Varianten tatsächlich in westlichen Ländern kaum durchgesetzt haben: Denn dort herrscht die britische Mutante vor, welche besser angepasst, sprich ansteckender ist – und gegen welche sie sich folglich nicht durchsetzen können.

Allerdings geben die Wissenschaftler zu bedenken, dass die anderen Varianten durchaus noch beginnen könnten sich auch hier auszubreiten –sobald nämlich die britische Variante in der westlichen Welt durch steigende Impfraten weitgehend verdrängt ist.

Dabei könnte ihnen dann ihre erste Mutation zugutekommen. Denn es gibt Anzeichen dafür, dass die vom Körper gegen den Wildtypus und die britische Variante gebildeten Antikörper die brasilianische und südafrikanische Virusvariante wiederum schlechter erkennen.

Dadurch ließe sich auch erklären, warum sich in der brasilianischen Metropole Manaus das Virus in diesem Jahr erneut rasch ausbreiten konnte, obwohl die Stadt nach einer starken Ausbreitung mit dem Wild­typ bereits die Herdenimmunität erreicht zu haben schien. Die brasilianische Mutante profitierte dabei wohl von ihrer zweiten Mutation, gegen welche die Einwohner keine angemessene Immunantwort entwickelt hatten.

Die Impfungen bleiben auch gegen die Mutationen wirksam

Die Wissenschaftler betonen jedoch, dass dies nicht bedeutet, dass vorherige Immunitäten nutzlos würden und sich die Mutanten beliebig ausbreiten könnten. Auch wenn die Immunantwort schwächer ausfallen könnte, sorgen Kreuzimmunitäten dafür, dass eine Schutzwirkung gegen die Varianten besteht – sowohl für bereits Erkrankte als auch für Geimpfte. Selbst wenn es also zu einer erneuten Infektion mit einer Variante käme, könnte diese beispielsweise deutlich milder verlaufen.

Folglich sehen die Forscher auch keinen Grund zur Annahme, dass Impfungen ihre Schutzwirkung verlieren könnten. Dennoch können die Erkenntnis der Studie dabei helfen jene Stellen im Virus zu identifizieren, die eher mutieren – und dies bei der zukünftigen Impfstoffentwicklung berücksichtigen.

"Eine Implikation dieser Studie ist, dass wir bei der Entwicklung von Impfstoffen und Antikörpertherapien der nächsten Generation in Erwägung ziehen sollten, den Fokus auf Stellen des Virusgenoms zu legen, die tendenziell nicht von den Mutationen betroffen sind, die in den besorgniserregenden Varianten gefunden wurden", erklärt Co-Autor Meng Yuan.

tf

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