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Science

Wie und warum mutiert ein Virus?

Das Coronavirus SARS-CoV-2 mutiert und derzeit werden vor allem zwei Varianten weltweit genau beobachtet: Die britische (B.1.1.7) und südafrikanische (B.1.351) Variante. Sie sollen deutlich ansteckender sein und immer wieder wird die Sorge geäußert, Impfstoffe könnten gegen bestimmte Mutationen nicht mehr wirken. Dass Viren mutieren, ist vollkommen normal. Wir haben nachgefragt, warum das genau passiert.

Wie vermehren sich Viren?

Bevor man eine Mutation versteht, muss man zunächst verstehen, wie sich Viren vermehren. "Ein Virus ist, im Gegensatz zu Bakterien, nicht in der Lage, sich alleine zu vermehren. Es muss dafür Zellen infizieren und missbraucht deren Ausrüstung", erklärt der Virologe Lukas Weseslindtner von der MedUni Wien der futurezone. Dazu gibt das Virus sein Genom in die Körperzelle ab.

RNA-Viren finden aber keine Werkzeuge, sogenannte RNA-Polymerasen, in der menschlichen Zelle, um sich zu vermehren, sondern bringen sie selbst mit. In einem Abschnitt ihres Genoms sind die Informationen für diese "Kopiermaschine" enthalten, erklärt Weseslindtner. Diese wird dann von der Zelle hergestellt und das Virusgenom wird vermehrt.

Wann mutiert ein Virus?

Der Prozess des RNA-Kopierens ist laut Weseslindtner fehleranfällig. Dadurch wird das RNA-Virus immer wieder leicht verändert und Mutationen entstehen. "Diese Fehler werden zufällig eingebaut, denn das Virus ist nicht intelligent und verfolgt beim Mutieren kein Ziel", erklärt der Virologe. Das Virus verhalte sich nach den Darwinschen Naturgesetzen, nach denen sich besser an den Wirt angepasste Varianten durchsetzen. Es findet also eine Selektion statt. Mutationen passieren also andauernd, und viele verschwinden sofort wieder, wenn sie dem Virus schaden.

Das Virus vermehrt sich, indem es an eine Körperzelle andockt. Dabei können Fehler bei der RNA-Vermehrung zu Mutationen führen.

Wie wird eine Mutation zu einer Variante?

Bestimmte Mutationen führen nun aber zu biologischen Veränderungen des Virus, die seine Verbreitung begünstigen. Es findet also Evolution statt und das Virus wird immer besser darin, einen neuen Wirt zu infizieren. Virusstämme mit einer fixen Kombination von Mutationen nennt man Variante. Wenn eine solche Variante stabil bleibt, kann dies also damit zusammen hängen, dass sie sich schneller vermehrt oder ansteckender ist. Dies ist bei B. 1.1.7 oder B. 1.351 sehr wahrscheinlich der Fall. Aber auch eine Variante mutiert immer weiter.

Warum können Varianten gefährlich werden?

Varianten sind im Vergleich zu den bisherigen Virusstämmen meistens effektiver. Sie binden zum Beispiel besser an Rezeptoren der menschlichen Zelle, was ihre Infektiosität erhöht oder sie sind gegen die Immunabwehr des Wirts widerstandsfähiger, etwa gegen die vom Menschen ausgebildeten Antikörper. Dies ist inzwischen bei der südafrikanischen Variante nachgewiesen. Hier konnte man neben einer höheren Infektionsrate auch die Mutation E484K nachweisen, die eine schlechtere Bindung durch Antikörper bewirkt, die Genesene besitzen. Diese könne von der südafrikanischen Variante leichter reinfiziert werden.

Allerdings, so Weseslindtner, findet die Evolution bei SARS-CoV-2 noch relativ langsam statt, besonders im Vergleich zu anderen RNA-Viren wir dem Grippe- oder dem Hepatitis C- Virus. "Das Grippe-Virus (Influenza) kann mit anderen Influenzaviren ganze Genabschnitte austauschen. Das Hepatitis-C-Virus bildet innerhalb eines Wirts innerhalb kürzester Zeit ständig neue Varianten aus."

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Franziska Bechtold

frau_grete

Liebt virtuelle Spielewelten, Gadgets, Wissenschaft und den Weltraum. Solange sie nicht selbst ins Weltall kann, flüchtet sie eben in Science Fiction.

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