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Mögliche Achillesferse des Coronavirus entdeckt

Ein Team unter der Leitung des Instituts für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat möglicherweise eine Achillesferse des Coronavirus gefunden. Bei den Forschungen ist erneut das Spike (S)-Protein von Interesse, da es den Haupteintrittsmechanismus des Virus in die Wirtszellen darstellt. So bestimmt die Interaktion des SARS-CoV-2 S-Proteins mit dem Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) der Wirtszellen die Infektiosität des Virus. Dies erfordert einen Tarnmechanismus, um es vor der Immunantwort des Wirts zu verbergen. Dabei nutzt das Virus einen Glykosylierungsmechanismus an bestimmten Stellen des S-Proteins, um eine Zuckerhülle zu bilden, die das antigene Protein vor der Immunreaktion des Wirts verbirgt.

Jetzt wurden zwei zuckerbindende Proteine (Lektine) gefunden, die den Tarnmechanismus verhindern: Clec4g und CD209c docken dabei nicht irgendwo an, sondern an einer Bindungsstelle, die auch bei eventuellen Virenmutationen nicht verloren gehen kann, da sie für die Funktion der Spikes essentiell ist. Viren wird es damit sehr schwer gemacht, überhaupt in Zellen einzudringen.
Zur Freude des Teams verringerten die beiden Lektine auch die SARS-CoV-2-Infektiosität von menschlichen Lungenzellen. Co-Erstautor Stefan Mereiter: „Dieser Mechanismus könnte in der Tat die Achillesferse sein, auf die die Wissenschaft schon lange gewartet hat.“

Forschungsleiter Josef Penninger: „Der Ansatz ist vergleichbar mit dem Mechanismus des Medikamentenkandidaten „APN01“, das ebenfalls an das Spike-Protein bindet. Wenn das S-Protein von dem Medikament besetzt ist, wird der Zugang zur Zelle blockiert. Jetzt haben wir natürlich vorkommende Lektine von Säugetieren identifiziert, die genau das tun können.“

Referenz:
IMBA Wien, Karolinska Institutet, BOKU Wien, Universität Linz
Pressemeldung Science APA 11.8.2021; Originalpublikation: Identification of lectin receptors for conserved SARS-CoV-2 glycosylation sites, EMBO J 2021;  https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2021108375

#coronavirus #achillesferse #glykosilierung #vireneintritt #covid #lektine #ace2 #medizin #medimpressions

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Allgemeinmedizin Pädiatrie Wissenschaft

mRNA-Impfstoff nicht in Muttermilch nachweisbar

Corona-Impfungen für stillende Frauen, die einen mRNA-Impfstoff erhalten hatten, sind nach Einschätzung von US-Experten in Hinblick auf die Muttermilch unproblematisch. Wegen der Immunisierung sollten Mütter nicht aufhören zu stillen, schreibt das Forschungseam der University of California San Francisco im Fachblatt „JAMA Pediatrics“.

In der relativ kleinen Studie hatten fünf Probandinnen den mRNA-Impfstoff von BioNTech/Pfizer und zwei den von Moderna erhalten. Die untersuchten Proben wurden vor der Impfung sowie zwischen vier und 48 Stunden danach entnommen. In keiner der Proben konnte mRNA aus dem Impfstoff nachgewiesen werden. Eine Übertragung auf den Säugling ist daher relativ unwahrscheinlich, schließen die Forscher.

Referenz:
University of California, San Francisco
Science APA, Pressemeldung 6.7.2021; https://science.apa.at/power-search/15566569007076392639
Evaluation of Messenger RNA From COVID-19 BTN162b2 and mRNA-1273 Vaccines in Human Milk, JAMA Pediatrics 2021; https://jamanetwork.com/journals/jamapediatrics/fullarticle/2781679

#stillen #baby #mRNA #impfung #corona #muttermilch #säugling #medizin #medimpressions

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Genetik Infektiologie Leben Technologie Wissenschaft

The Dance of Spike – Spikeproteine im Discofieber

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Ein Video der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) zeigt, wie sich das Lektin CLEC4G an die Zuckermoleküle des Spikeproteins von SARS-CoV-2 heftet. Das Spike-Protein erweist sich dabei als erstaunlich geschmeidig und tanzfreudig.

Diese Beweglichkeit überraschte auch die Forscher, da das quasi dreiseitige S-Protein auf den Bildern immer „relativ geschlossen“ aussieht, erklärt Peter Hinterdorfer vom Institut für Biophysik der Universität Linz: „Wir haben aber gesehen, dass es an den Oberflächen eigentlich aufmacht und die drei Arme dynamisch sind.“

Hinter den Aufnahmen steckt eine Forschungsarbeit zu einer Idee um den Genetiker Josef Penninger, bei der man dem SARS-CoV-2-Virus mittels Lektinen den Schlüssel für menschliche Zellen „verkleben“ möchte. Erste Ergebnisse sind vielversprechend. So konnten bereits zwei von 140 untersuchten Lektinen isoliert werden. Diese könnten möglicherweise andere Substanzen, wie etwa das sich in fortgeschrittener klinischer Erprobung befindliche Medikament APN01, ein biotechnologisch hergestelltes menschliches Angiotensin Converting Enzym 2 (rhACE2), das ebenfalls an das Spike-Protein bindet, unterstützen.

Penninger: „Mit beiden Lektinen haben wir erstmals die Möglichkeit, das Virus über dessen Zuckerhülle zu binden und zu neutralisieren. Die Stellen, an denen das SARS-CoV-2 S-Protein mit den Zuckermolekülen modifiziert wird, sind hoch-konserviert und finden sich in allen derzeit zirkulierenden Mutanten wieder. Womöglich ist das die Achillesferse des Virus.“

Referenz:
Video: Johannes Kepler Universität Linz;
APA Pressemeldung 27.April 2021;
Originalliteratur: Identification of lectin receptors for conserved SARS-CoV-2 glycosylation sites, bioRxiv April 2021; https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.01.438087v1

#spikeprotein #lektin #sarscov2 #pandemie #covid19 #corona #viren #medizin #medimpressions

Fotocredit: Johannes Kepler Universität Linz

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SARS-CoV-2 liebt´s cool

SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, hat weltweit zu über 125 Millionen Ansteckungen und 2.7 Millionen Todesfällen geführt. Es ist ein enger Verwandter von SARS-CoV, einem anderen Coronavirus, das in den Jahren 2002-2003 zu 8’400 Ansteckungen und 800 Todesfällen führte.

Die Viren ähneln sich in ihrem genetischen Aufbau und benutzen auch denselben Rezeptor, um menschliche Zellen zu infizieren. Trotzdem gibt wichtige Unterschiede zwischen den beiden: SARS-CoV führt zu einer schweren Erkrankung und Entzündung der unteren Atemwege – und infizierte Personen sind erst nach dem Auftreten von Symptomen ansteckend. SARS-CoV-2 bevorzugt die oberen Atemwege (Nasenhöhle, Rachen, Luftröhre) und kann leicht von einer Person zur anderen übertragen werden, bevor Krankheitssymptome auftreten.

Um die Unterschiede zwischen beiden Virusstämmen herauszuarbeiten, haben Forschende Kulturen von menschlichen Atemwegszellen verwendet, um so einen künstlichen Atemtrakt nachzubauen. In diesem offenbarte sich, dass die Umgebungstemperatur eine wichtige Rolle spielt. SARS-CoV-2 vermehrte sich auch rege bei 33°C, das entspricht etwa der Temperatur des oberen Atemwegstrakts. SARS-CoV hingegen bevorzugt höhere Inkubationstemperaturen.

Dies könnte erklären, warum sich SARS-CoV-2 bei niedrigeren Temperaturen effizienter ausbreitet. Bei 37°C, wie sie in den unteren Atemwegen herrschen, wird hingegen die angeborene Immunantwort der Epithelzellen stärker stimuliert und das Virus effizienter bekämpft, so dass es zu einer überschießenden Immunreaktion kommen kann. Hohe Entzündungswerte wiederum lösen Gewebeschäden aus und beschleunigen das Fortschreiten der Krankheit. Ein Phänomen, das bei schweren COVID-19-Fällen zu beobachten ist.

Referenz:
Universität Bern
Disparate temperature-dependent virus – host dynamics for SARS-CoV-2 and SARS-CoV in the human respiratory epithelium. PLOS Biology 2021, https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001158

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Covid-19: ACE-Hemmer reduzieren Risiko bei Bluthochdruck

Neue Erkenntnisse bei der Frage, warum Patienten mit Bluthochdruck häufig schwer an COVID-19 erkranken: Wissenschaftler fanden heraus, dass diese Patienten bereits eine Voraktivierung ihrer Immunzellen zeigen. Bei einer COVID-19 Erkrankung führt diese bereits laufende chronische Infektionsreaktion der Zellen dann mutmaßlich zu einer überschießenden Reaktion des Immunsystems und begünstigt so die besonders schweren Krankheitsverläufe.

Im Fall einer SARS-CoV-2-Infektion kann dies fatale Folgen haben. Wenn das Immunsystem bereits dauerhaft aktiviert ist, kann das bei einer akuten Entzündung dazu führen, dass der Körper nicht mehr normal darauf reagieren kann“, erklärt Maria Theresa Völker, Charité Berlin: „Diese sehr leichte Entzündung ist allerdings nicht in einer normalen Blutuntersuchung zu erkennen, sondern kann nur bei der genauen Analyse einzelner Zellen sichtbar gemacht werden.“

Jedoch: Das Risiko, an einem schweren Lungenversagen durch COVID-19 zu erkranken, kann durch die Einnahme verschiedener blutdrucksenkender Medikamente wie ACE-Hemmern (Angiotensin Converting Enzym-Hemmer) oder sogenannten Angiotensin-II-Rezeptor-1-Blocker (AT1) reduziert werden. Allerdings war das Ausmaß der Reduktion unterschiedlich, zeigt ein Vergleich von Covid-Patienten, die aufgrund ihres Bluthochdrucks Medikamente einnahmen. Während durch AT1-Antagonisten nur eine leichte Reduktion des Risikos für schwere COVID-19 beobachtet wurde, konnte durch die Einnahme von ACE-Inhibitoren das Risiko nahezu komplett aufgehoben werden. Intensivmediziner Sven Laudi, Uniklinik Leipzig betont, dass es sich bei der Arbeit um eine Grundlagenstudie handelt: „Eine Therapieempfehlung für Patienten mit COVID-19 darf man daraus keinesfalls ableiten, hier müssen große klinische Studien folgen.“

Referenzen:
Universitätsklinikum Leipzig, DKFZ Heidelberg, Charité Berlin

Hypertension delays viral clearance and exacerbates airway hyperinflammation in patients with COVID-19; Nature 2020; https://www.nature.com/articles/s41587-020-00796-1

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Virologenausblick 2021: Entspannung mit Hindernissen

Auch wenn wir es uns noch so sehnlich herbeiwünschen: ein Ende der Pandemie ist – zumindest unmittelbar – nicht in Sicht. Das Jahr 2021 werden wir in großen Teilen weiterhin im Zeichen des Mundschutzes, der Abstandsregeln und möglicherweise weiteren Lock-Downs verbringen. Ein Ende der Einschränkungen sieht Virologin Sandra Ciesek vom Universitätsklinikum Frankfurt erst im Sommer des kommenden Jahres. Und das auch nur, wenn sich die Mehrheit der Bevölkerung impfen lässt. Mit Blick auf 2021 bleiben für sie auch noch viele wissenschaftliche Fragen ungeklärt: „Dringend geforscht werden muss an den Spätfolgen. Das ist ein großer Komplex, den wir noch zu schlecht erforscht haben“, meint Ciesek. Weitergehen wird auch die Suche nach wirksamen Medikamenten: „Hier ist sicherlich noch viel zu tun“.

Der am New Yorker Mount Sinai Hospital in New York tätige österreichische Virologe Florian Krammer geht davon aus, dass die Impfung als sicher einzuschätzen ist und der Schutz gegen Coronaviren von Dauer sein wird. Dafür gibt es keine gesicherten Daten: „aber von der Antikörperantwort, die man jetzt sieht, und den Daten, die es bis jetzt gibt, nehme ich einmal an, dass der Schutz durch die Impfung schon für einige Jahre hält“, meint er. Zuversichtlich ist er auch dahingehend, dass sich zumindest unser Privatleben schneller normalisieren wird als das öffentliche Leben.

Virologe Christian Drosten von der Berliner Charité sorgt sich in einem Interview mit dem deutschlandfunk um die kürzlich in Großbritannien nachgewiesene neue Variante des Coronavirus: „obwohl endgültige Daten zur Gefährdung durch diese Mutation noch nicht vorliegen und wir zumindest auf weitere Datenanlysen warten müssen um feststellen zu können, ob der Verdacht einer erhöhten Gefährdung durch die neuen Viren überhaupt stimmt.“
Fazit: Es bleibt spannend, und SarsCov-2 wird uns wohl auch im neuen Jahr noch lange und intensiv beschäftigen.

Referenzen:
APA Presseaussendung, 30.12.20; https://science.apa.at/power-search/8609000487743814763; ORF Wien: https://wien.orf.at/stories/3082565/

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Covid-19: fünfmal tödlicher als die Grippe

COVID-19-Patienten haben ein deutlich höheres Risiko an der Erkrankung zu versterben und Gesundheitsprobleme davonzutragen als Patienten mit Grippe (Influenza). Was Wissenschaftler schon lange vermutet haben, wird jetzt durch eine aktuelle Datenanalyse bestätigt.

Für den einheitlichen Datenvergleich wurden die Informationen zu 3641 Covid-19- sowie 12676 Grippe-Patienten, die aufgrund ihrer Symptome im Spital behandelt werden mussten, herangezogen. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 69 Jahre. Von den Patienten mit Grippe verstarben 5,3%, von den an Covid-19-Erkrankten 18,5%.

Die Analyse, durchgeführt von der Washington University School of Medicine, St. Louis; zeigt auch einen klaren Unterschied im Krankheitsverlauf beider Infektionen: Covid-19 war gegenüber einer   Influenza mit einem erhöhten Bedarf an Beatmungsgeräten, mehr Einweisungen auf Intensivstationen und längeren Krankenhausaufenthalten verbunden. Obwohl beide Erkrankungen die Lunge angreifen, zeigt die Untersuchung, dass Coronaviren weit mehr Organe schädigen. Covid-19 war mit einem höheren Risiko für Komplikationen wie akute Nieren- und Leberschäden, Herzerkrankungen, Schlaganfall, schweren septischen Schock, niedrigen Blutdruck und erhöhten Thromboseraten verknüpft. Eine der größten Überraschungen der Studie war das erhöhte Auftreten eines neu diagnostizierten Diabetes bei Covid-19 Patienten. Neun von Hundert Patienten, die zuvor keinen Diabetes hatten, erwiesen sich plötzlich als insulinpflichtig. Ob die Erkrankung reversibel ist oder langfristig bestehen bleibt, bzw. ob es sich dabei um einen Typ-I oder Typ-II-Diabetes handelt, werden erst weiterführende Daten klären.

Referenzen:
Washington University School of Medicine, St. Louis

Comparative evaluation of clinical manifestations and risk of death in patients admitted to hospital with covid-19 and seasonal influenza: cohort study; BMJ 202:371; https://www.bmj.com/content/371/bmj.m4677

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Coronatest: Wären Selbstabstriche zuverlässig?

Unter bestimmten Bedingungen kann für einen Antigen-Schnelltest ein Nasen-Selbstabstrich eine verlässliche Alternative zu einem professionellen Abstrich aus dem Nasen-Rachen-Raum sein. Antigen-Schnelltests sind zwar weniger genau als PCR-Tests, könnten aber einen wichtigen ergänzenden Beitrag zur Eindämmung der Pandemie leisten, so eine deutsche Studie.

In dieser erhielten Personen mit SARS-CoV-2-typischen Symptomen vom medizinischen Personal Instruktionen für einen Selbstabstrich. Danach sollten die Studienteilnehmenden einen Tupfer in 2 bis 3 Zentimeter Tiefe für 15 Sekunden in kreisenden Bewegungen an den Innenwänden ihrer Nase entlangführen. Anschließend entnahm medizinisches Personal von den Erkrankten einen tiefen Nasenabstrich (nasopharyngeal). Beide Proben wurden vor Ort auf einen Antigen-Schnelltest aufgetragen und die Ergebnisse miteinander verglichen. Zusätzlich nahm das Personal einen kombinierten Abstrich aus dem Mund- und Nasen-Rachen-Raum, um per PCR eine Referenz-Diagnose auf SARS-CoV-2-Infektion stellen zu können.

39 der 289 Studienteilnehmer erwiesen sich auf Basis der PCR-Testung als infiziert mit SARS-CoV-2. Bei 31 von ihnen (knapp 80 Prozent) schlug auch der Antigen-Schnelltest an, wenn die Probe professionell tief aus der Nase entnommen wurde. Der Selbstabstrich aus der vorderen Nase lieferte bei 29 von den Infizierten (rund 74 Prozent) das korrekte Ergebnis. „Die Studie zeigt, dass die Selbstabstriche für den untersuchten Antigentest nicht schlechter als professionelle Abstriche aus dem Nasen-Rachen-Raum sind“, erklärt Claudia Denkinger, Uniklinik Heidelberg: „Festere Tupfer, die sich besser für den Abstrich im Nasenvorhof eignen, könnten die Genauigkeit des Tests noch erhöhen.“

Referenzen:
Charité Berlin, Universitätsklinikum Heidelberg
Head-to-head comparison of SARS-CoV-2 antigen-detecting rapid test with self-collected anterior nasal swab versus professional-collected nasopharyngeal swab. Eur Respir J 2020, https://erj.ersjournals.com/content/early/2020/11/26/13993003.03961-2020

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Psychologie

Covid-19: Jeder für sich hilft auch!

Eine deutsche Untersuchung zur Corona-Pandemie offenbart: Menschen kümmern sich zunächst um die eigene Sicherheit, bevor sie andere schützen. „Überraschend für uns war, dass sogar für prosoziale Menschen, also Menschen die gern mit anderen kooperieren und versuchen eine faire Lösung zu finden, der Schutz anderer Personen zweitrangig ist“, so Erstautor Johannes Leder, Universität Bamberg.

„Menschen sind motiviert, Maßnahmen umzusetzen, die vor allem sie selbst schützen und wenig aufwendig sind, zum Beispiel, Hände zu waschen“, fasst Leder zusammen. Aus diesem Ergebnis leitet er ab: „Personen, die in der Politik, der Forschung und im Gesundheitswesen tätig sind, sollten in Interviews daher den Selbstschutz-Aspekt stärker betonen. Dann würden vermutlich mehr Menschen die Maßnahmen umsetzen. Im Endeffekt ist damit allen geholfen. 

Durchgeführt wurden zwei Online-Befragungen: eine mit 419 Personen fand im März während des Lockdowns statt, die zweite mit 253 Personen nach dem Lockdown im Mai und Juni 2020. Insgesamt beobachtete das Forschungsteam, dass die Schutzmaßnahmen zu Beginn des Lockdowns häufig als wirksam wahrgenommen und genützt wurden. Danach wurden etwa die Gesichtsmasken nur mehr genutzt, weil sie verfügbar waren und wenn sie als wirksam eingestuft  wurden. Der zu Beginn glimpfliche Verlauf der Pandemie hat auch dazu geführt, dass Social Distancing nicht mehr eingehalten wurde. Weiters zeigte sich, dass persönliche Erfahrungen den Umgang mit der Pandemie stark beeinflussten. Wer eine Person kannte, die an der Krankheit gestorben war, schützte sich und andere häufiger. Insofern ist es in der öffentlichen Kommunikation auch wichtig, über Schicksale von Betroffenen zu informieren, meinen die Autoren.

Referenzen:Universität Bamberg
Social value orientation, subjective effectiveness, perceived cost, and the use of protective measures during the COVID-19 pandemic in Germany. Comprehensive Results in Social Psychology; https://doi.org/10.1080/23743603.2020.1828850

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COVID: Immunologisches Gedächtnis wird aufgebaut!

Bisher war unklar, ob eine überstandene SARS-CoV-2-Infektion beziehungsweise eine COVID-19- Erkrankung zu einem anhaltenden immunologischen Gedächtnis führt und dies somit vor einer erneuten Infektion schützen kann. So hatten mehrere Studien gezeigt, dass SARS-CoV-2-spezifische Antikörper bei vielen Menschen mit überstandener COVID-19-Erkrankung nur über wenige Monate nachweisbar sind und daher möglicherweise auch nur einen zeitlich begrenzten Schutz vor einer erneuten Infektion bieten können. Ein Forscherteam am Universitätsklinikum Freiburg konnte jetzt zeigen: Nach durchgemachter SARS-CoV-2-Infektion werden Immunzellen gebildet, die im Körper erhalten bleiben und bei einer erneuten Infektion eine schnelle Immunantwort vermitteln könnten.

„Diese sogenannten Gedächtnis-T-Zellen sehen nach einer SARS-CoV-2-Infektion ähnlich aus wie Gedächtnis-T-Zellen nach einer echten Grippe. Deshalb sind wir zuversichtlich, dass bei der Mehrheit der Menschen nach überstandener SARS-CoV-2-Infektion ein gewisser Schutz vor einer erneuten COVID-19-Erkrankung besteht“, erklärt Maike Hofmann, Wissenschaftlerin an der Klinik für Innere Medizin II des Universitätsklinikums Freiburg. 

Die Ergebnisse legen jedenfalls nahe, dass nach einer Infektion eine Immunität gegen SARS-CoV-2 erreicht werden kann. Das sind gute Nachrichten für die Entwickler von Vakzinen, denn so ähnlich könnten auch Impfstoffe, die aktuell in Studien getestet werden, einen deutlichen Schutz gegen SARS-CoV-2 vermitteln.

Referenzen: Universitätsklinikum Freiburg
Characterization of pre-existing and induced SARS-CoV-2-specific CD8+ T cells; Nature Medicine 12.11.2020; https://doi.org/10.1038/s41591-020-01143-2

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