• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Skip to primary sidebar

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
Startseite » Spikeprotein: Schlüsselrolle bei Infektiosität des Coronavirus SARS-CoV-2

Spikeprotein: Schlüsselrolle bei Infektiosität des Coronavirus SARS-CoV-2

18. Februar 2021 von Birgit Fischer

Das Coronavirus SARS-CoV-2 gelangt durch Membranfusion nach Kontakt seines Spikeproteins mit dem ACE2-Rezeptor in menschliche Zellen. Neue Studien belegen eine zweite Rolle des Proteins in COVID-19: das Verschmelzen von Körperzellen.

Ein Forschungsteam des Paul-Ehrlich-Instituts hat vielversprechende Assays entwickelt, mit denen sich diese Fusionen messen lassen. Schon geringste Mengen des Spikeproteins reichen in Zellkultur aus, infizierte und nicht infizierte Zellen verschmelzen und absterben zu lassen. Viruspartikel mit Spikeprotein auf ihrer Oberfläche können sogar nur durch Kontakt Zellen veranlassen, mit ihren Nachbarn zu fusionieren.

Fusion infizierter mit nicht infizierten Zellen

Das Spikeprotein S spielt eine wesentliche Rolle für die Ansteckungsfähigkeit (Infektiosität) des Coronavirus SARS-CoV-2 und den Infektionsverlauf (Pathogenität). Verschmolzene Zellen in den Lungen von an COVID-19 verstorbenen Patientinnen und Patienten lassen vermuten, dass das Spikeprotein von SARS-CoV-2 nicht nur den Zelleintritt des Virus selbst, sondern auch die Fusion infizierter mit nicht infizierten Zellen ermöglicht.

Mikroskopische Aufnahme durch Spikeprotein verschmolzene Zellen. Pfeile zeigen auf eine Zusammenlagerung von Zellkernen (orange) mehrerer verschmolzener Zellen. | Bild: Samuel A. Theuerkauf, PEI
Mikroskopische Aufnahme durch Spikeprotein verschmolzene Zellen. Pfeile zeigen auf eine Zusammenlagerung von Zellkernen (orange) mehrerer verschmolzener Zellen. | Bild: Samuel A. Theuerkauf, PEI

Ein interdisziplinär arbeitendes Forschungsteam am Paul-Ehrlich-Institut (PEI) um Prof. Christian Buchholz, Leiter der Forschungsgruppe „Molekulare Biotechnologie und Gentherapie“, untersuchte in Zellkultur, in welchem Umfang die durch das Spikeprotein vermittelte Membranfusion stattfindet. Hierzu entwickelte das Team Assays zur Quantifizierung der Prozesse. Sie basieren auf einer Methode, die bereits zur Quantifizierung der vom Humanen Immundefizienzvirus (HIV) vermittelten Zellfusion eingesetzt wurde. Dabei wird ein sogenannter „Reporter“, dessen Vorhandensein sich mithilfe chemischer Reaktionen nachweisen lässt, in zwei Teile (alpha und omega) zerlegt.

In der Zellkultur erhält ein Zelltyp das alpha-, der andere das omega-Fragment. Nur wenn die beiden Zelltypen fusionieren, entsteht durch Verbindung von alpha und omega der vollständige Reporter, der sich mit Durchflusszytometrie und Fluoreszenzmikroskopie nachweisen lässt. Unterstützt wurden die Befunde mittels Western-Blot.

SARS-CoV-2-Spikeprotein ist enorm fusionsaktiv

Wichtige Erkenntnis: Das SARS-CoV-2-Spikeprotein ist enorm fusionsaktiv: Selbst geringste, kaum mehr nachweisbare Mengen des Spikeproteins auf der Zelloberfläche reichen aus, um die Zellfusion und somit den Zelltod einzuleiten. Doch das Spikeprotein kann noch mehr: Es reicht der Kontakt von Viruspartikeln, welche das SARS-CoV-2-Spikeprotein auf ihrer Oberfläche tragen, mit menschlichen Zellen aus, dass diese miteinander fusionieren. Für die betroffenen Zellen kann die Fusion das Absterben bedeuten. Dieser als „fusion-from-without“ bezeichnete Prozess unterstreicht die enorme Membranfusionsaktivität des Spikeproteins.

Eine weitere Erkenntnis der Forschergruppe: Die Gabe des Serums inklusive der neutralisierenden Antikörper von Patientinnen und Patienten, die COVID-19 überstanden hatten, hemmte zwar sehr effizient die durch die Spikeproteine vermittelte Membranfusion von Viruspartikeln mit Zellen, nicht dagegen die Fusion von Spikeprotein tragenden Zellen untereinander.

Die starke Fusogenität, also die ausgeprägte Fähigkeit des SARS-CoV-2-Spikeproteins, die Fusion (das Verschmelzen) von Zellen auszulösen, könnte eine wichtige Rolle für die Pathogenität und das Andauern der Virusinfektionen spielen – beispielsweise bei Masern- und Herpesviren ist dies der Fall. Den Ergebnissen der Forschungsgruppe zufolge können neutralisierende Antikörper diese Fusionsprozesse möglicherweise nur bedingt beeinflussen.

„Die von uns entwickelten Methoden erlauben eine sehr sensitive Untersuchung der SARS-CoV-2 vermittelten Membranfusion. Sie können sowohl für die Grundlagenforschung als auch für das Screening von Wirkstoffen gegen COVID-19 genutzt werden. Ebenfalls ermöglicht wird ein Vergleich der Prozesse bei den verschiedenen SARS-CoV-2-Virusvarianten. Dies könnte einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis dieser neuen Varianten und ihrer Pathogenität liefern“, erläutert Prof. Christian Buchholz die Bedeutung dieser Ergebnisse.

Filed Under: Forschung, News Tagged With: PaulEhrlichInstitut, SARSCOV2, Spikeprotein, Zellfusion

Weitere Nachrichten

AKMA-Servomotoren trotzen starker Washdown-Belastung

Der AKMA-Servomotor von Kollmorgen wurde speziell für Anwendungen mit mittelschwerer und schwerer Washdown-Belastung entwickelt. Er eignet sich für Präzisionsbewegungsanwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der pharmazeutischen … [Weiterlesen...] about AKMA-Servomotoren trotzen starker Washdown-Belastung

Pseudouridin durch biokatalytische Synthese

Forschenden des Instituts für Biotechnologie und Bioprozesstechnik der TU Graz sowie des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) ist die Erzeugung des wichtigen mRNA Impfstoffbestandteil Pseudouridin mittels biokatalytischer Synthese … [Weiterlesen...] about Pseudouridin durch biokatalytische Synthese

AGRANA erweitert Produktionskapazitäten für technische Stärken

AGRANA investiert 23 Millionen Euro in die Erweiterung der Produktionskapazitäten für technische Stärken am Produktionsstandort in Gmünd. Die neue Anlage soll im Juli 2025 in Betrieb gehen. Durch die Errichtung der zusätzlichen … [Weiterlesen...] about AGRANA erweitert Produktionskapazitäten für technische Stärken

Mit Plasma PFAS-Chemikalien beseitigen

Eine Plasmabasierte Technologie des Fraunhofer IGB und HYDR. O. Geologen und Ingenieure GbR ermöglicht eine kostengünstige Beseitigung von toxischen PFAS Chemikalien. In den Versuchen mit Plasma ist es gelungen, die Molekülketten von PFAS im Wasser … [Weiterlesen...] about Mit Plasma PFAS-Chemikalien beseitigen

Primary Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Matthias Zachert bleibt CEO von LANXESS
    on 26. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Matthias Zachert hat LANXESS in den letzten Jahren zu einem Spezialchemie-Unternehmen umgebaut - ab 2024 bleibt er weitere fünf Jahre CEO. Der Aufsichtsrat der LANXESS AG ist davon überzeugt, dass Matthias Zachert den Konzern auch in den kommenden […]

  • Semperit übernimmt RICO Group
    on 25. Mai 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Semperit übernimmt mit der Rico Group einen Anbieter von Silikonspritzguss-Werkzeugen und Produzenten von Liquid Silicone-Komponenten. Semperit setzt weiterhin auf den von Rico bereits eingeschlagenen Expansionskurs und führt daher den Bau der […]

  • Elementaranalyse
    on 24. Mai 2023 by Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Elementaranalyse befasst sich mit der Bestimmung der in organischen und anorganischen Verbindungen enthaltenen Elemente. Als Teilbereich der Analytischen Chemie ermöglicht sie es, die elementare Zusammensetzung von Substanzen zu bestimmen. Der […]

  • ICP-MS
    on 24. Mai 2023 by Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) ist eine hochrobuste, äußerst empfindliche Methode zur Analyse anorganischer Elemente. Die Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma wird vor allem für die Untersuchung von […]

  • Chemspec Europe 2023 auf Rekordkurs
    on 24. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Heute öffnet die Chemspec Europe 2023 für zwei Tage im schweizerischen Basel ihre Tore und ist auf dem besten Wege zur Rekordmesse. Auf einer Nettoausstellungsfläche von mehr als 6.600 Quadratmetern stellen rund 350 Unternehmen aus 24 Ländern […]

  • ALPLAindustrial – Verpackungen für die Industrie
    on 23. Mai 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die ALPLA Group intensiviert mit der neuen Marke ALPLAindustrial sein Engagement bei großvolumigen Kunststoffverpackungen für die Industrie. Durch die Einführung einer eigenen Recycling-Linie mit bis zu 100 Prozent PCR bietet das Unternehmen […]

  • Bopla bündlet CDE-Bereich in Kirchlengern
    on 22. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Bopla Gehäuse Systeme GmbH bündelt im neuen Standort Kirchlengern auf 2.000 Quadratmetern den Custom Designed Enclosures (CDE) Bereich. Eine positive Geschäftsentwicklung erforderte neue Kapazitäten. Am Hauptsitz in Bünde entstehen nun neue […]

  • infernum-Tag 2023: Kunststoffe und Umwelt
    on 19. Mai 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Der infernum-Tag am 02.06.2023 stellt sich der Frage, welches Potenzial Kunststoffe für die Gestaltung einer nachhaltigeren Zukunft haben. Im Rahmen der kostenlosen, digitalen Veranstaltung werden Ergebnisse und Perspektiven des Interdisziplinären […]

  • Metaanalyse zur Transformation der chemischen Industrie
    on 19. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    acatech und DECHEMA haben im Rahmen des Projektes Wasserstoff-Kompass eine Metaanalyse zur Transformation der chemischen Industrie vorgestellt. Sie zeigt, dass die Defossilisierung der chemischen Industrie auf energetischen und stofflichen […]

  • POP-Portfolio von LANXESS mit nachhaltigeren Varianten
    on 17. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    LANXESS bietet in seinem Portfolio für Polyole und Oxidationsprodukte (POP) jetzt auch Scopeblue-zertifizierte, nachhaltigere Varianten an. Die Hauptnachfrage für die nachhaltigen POP-Produkte kommt aktuell aus Europa. Aber auch auf dem […]

Copyright © 2023 · Welkin Media Verlag