SARS-CoV-2, das für COVID-19 verantwortliche Virus, ist unter Wildtierarten weit verbreitet, wie aus einer am 29. Juli 2024 veröffentlichten Studie der Virginia Tech hervorgeht. Naturkommunikation. Das Virus wurde bei sechs häufig im Garten vorkommenden Tierarten nachgewiesen, und bei fünf Arten wurden Antikörper gefunden, die auf eine frühere Exposition gegenüber dem Virus schließen lassen. Die Expositionsrate variierte dabei je nach Tierart zwischen 40 und 60 %.
Die genetische Verfolgung von Wildtieren bestätigte sowohl das Vorhandensein von SARS-CoV-2 als auch die Existenz einzigartiger Virusmutationen, deren Abstammungslinien eng mit den damals beim Menschen zirkulierenden Varianten übereinstimmten, was die Übertragung von Mensch zu Tier weiter untermauert, so die Studie.
Die höchste Belastung durch SARS-CoV-2 wurde bei Tieren in der Nähe von Wanderwegen und stark frequentierten öffentlichen Bereichen festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass das Virus von Menschen auf Wildtiere übertragen wurde, so Wissenschaftler des Fralin Biomedical Research Institute am VTC, des Department of Biological Sciences am College of Science der Virginia Tech und des Fralin Life Sciences Institute.
Die Ergebnisse unterstreichen die Identifizierung neuer Mutationen von SARS-CoV-2 in der Tierwelt und die Notwendigkeit einer umfassenden Überwachung, sagen Forscher. Diese Mutationen könnten schädlicher und übertragbarer sein, was die Impfstoffentwicklung vor Herausforderungen stellt.
Die Wissenschaftler betonten jedoch, dass sie keine Hinweise auf eine Übertragung des Virus von Tieren auf Menschen gefunden hätten und dass die Menschen keine Angst vor typischen Interaktionen mit Wildtieren haben müssten.
Die Forscher testeten Tiere von 23 in Virginia verbreiteten Tierarten sowohl auf aktive Infektionen als auch auf Antikörper, die auf frühere Infektionen hindeuten. Sie fanden Anzeichen des Virus bei Hirschmäusen, Virginia-Opossums, Waschbären, Murmeltieren, Östlichen Baumwollschwanzkaninchen und Östlichen Roten Fledermäusen. Das aus einem Opossum isolierte Virus zeigte Virusmutationen, die bisher nicht gemeldet wurden und möglicherweise Auswirkungen auf die Auswirkungen des Virus auf Menschen und deren Immunreaktion haben können.
Stellen Sie sich vor, ein Virus ist wie ein Schlüssel und die Zellen, die es infizieren kann, sind wie Schlösser. Ein Virus kann nicht jede Zelle eines beliebigen Tieres infizieren; es muss eine Zelle mit dem richtigen „Schloss“ (Rezeptor genannt) finden oder seinen Schlüssel (die viralen Proteine) ändern, damit er in ein neues Schloss passt. Dazu muss ein Schlüssel seine Form ändern, indem er Mutationen erwirbt, um in das neue Schloss zu passen. Dies ist, was Carla Finkielstein und das Virginia Tech Molecular Diagnostic Lab am Fralin Biomedical Research Institute bei den Schlüsseln in SARS-CoV-2 beobachteten, als das Virus auf wilde Arten wie Opossums und Eichhörnchen übersprang. Das Schlüssel-S-Protein erwarb mindestens zwei Mutationen, die in dieser Simulation gelb dargestellt sind und einen evolutionären Pfad für das Virus boten, auf andere Arten überzuspringen und sich dort zu verbreiten. Bildnachweis: Carla Finkielstein/Virginia Tech
„Das Virus kann von Menschen auf Wildtiere überspringen, wenn wir mit ihnen in Kontakt kommen, wie ein Anhalter, der auf einen neuen, geeigneteren Wirt umsteigt“, sagte Carla Finkielstein, Professorin für Biowissenschaften am Fralin Biomedical Research Institute des VTC und eine der korrespondierenden Autorinnen der Studie.
„Das Ziel des Virus ist es, sich auszubreiten, um zu überleben. Das Virus zielt darauf ab, mehr Menschen zu infizieren, aber Impfungen schützen viele Menschen. Also wendet sich das Virus Tieren zu, passt sich an und mutiert, um in den neuen Wirten zu gedeihen.“
SARS-CoV-2-Infektionen wurden zuvor in Wildtieren festgestellt, vor allem bei Weißwedelhirschen und verwilderten Nerzen. Die Studie der Virginia Tech erweitert die Zahl der untersuchten Arten und das Verständnis der Virusübertragung auf und zwischen Wildtieren erheblich. Die Daten deuten darauf hin, dass der Kontakt mit dem Virus in Wildtieren weit verbreitet ist und dass Gebiete mit hoher menschlicher Aktivität als Kontaktpunkte für die Übertragung zwischen Arten dienen können.
„Diese Studie wurde wirklich dadurch motiviert, dass wir eine große, wichtige Lücke in unserem Wissen über die Übertragung von SARS-CoV-2 in einer breiteren Wildtiergemeinschaft festgestellt haben“, sagte Joseph Hoyt, Assistenzprofessor für Biowissenschaften am College of Science der Virginia Tech und korrespondierender Autor des Papiers. „Viele Studien haben sich bisher auf Weißwedelhirsche konzentriert, während unbekannt bleibt, was mit einem Großteil unserer gewöhnlichen Hinterhofwildtiere passiert.“
Das Forschungsteam sammelte in ganz Virginia 798 Nasen- und Mundabstriche von Tieren, die entweder lebend im Feld gefangen und freigelassen wurden oder in Wildtier-Rehabilitationszentren behandelt wurden. Das Team entnahm außerdem 126 Blutproben von sechs Arten. Die Standorte wurden ausgewählt, um das Vorkommen des Virus bei Tieren an Orten mit unterschiedlich starker menschlicher Aktivität zu vergleichen, von städtischen Gebieten bis hin zur abgelegenen Wildnis.
Im Rahmen der Studie wurden außerdem zwei Mäuse identifiziert, die sich am selben Tag am selben Ort mit der exakt gleichen Variante angesteckt hatten. Dies deutet darauf hin, dass sie sich entweder beide beim selben Menschen angesteckt hatten oder dass eine die andere infiziert hatte.
Über die Übertragungswege von Mensch zu Tier sind sich die Forscher noch nicht im Klaren. Eine Möglichkeit ist Abwasser, doch die Wissenschaftler der Virginia Tech halten Mülleimer und weggeworfene Lebensmittel für wahrscheinlichere Quellen.
„Ich denke, die wichtigste Botschaft ist, dass das Virus ziemlich allgegenwärtig ist“, sagte Amanda Goldberg, eine ehemalige Postdoktorandin in Hoyts Labor, die Erstautorin der Studie. „Wir haben bei einer großen Anzahl von gewöhnlichen Gartentieren positive Ergebnisse gefunden.“
Während sich diese Studie auf den Bundesstaat Virginia konzentrierte, sind viele der positiv getesteten Arten weit verbreitete Wildtiere, die in ganz Nordamerika vorkommen. Es ist wahrscheinlich, dass sie auch in anderen Gebieten vorkommen, und eine Überwachung in einer größeren Region ist dringend erforderlich, sagte Hoyt.
„Dem Virus ist es gleichgültig, ob sein Wirt auf zwei oder vier Beinen läuft. Sein Hauptziel ist das Überleben. Mutationen, die dem Virus keinen Überlebens- oder Replikationsvorteil verschaffen, bleiben nicht bestehen und verschwinden schließlich“, sagte Finkielstein, der auch Direktor des Virginia Tech Molecular Diagnostics Lab ist. Das Labor in Roanoke wurde im April 2020 gegründet, um die COVID-19-Tests auszuweiten.
„Wir haben verstanden, wie wichtig es ist, das Genom des Virus zu sequenzieren, das diese Arten infiziert“, sagte Finkielstein. „Es war eine monumentale Aufgabe, die nur von einer talentierten Gruppe von Molekularbiologen, Bioinformatikern und Modellierern in einer hochmodernen Einrichtung bewältigt werden konnte. Ich bin stolz auf mein Team und meine Mitarbeiter, ihre Professionalität und alles, was sie zu unserem Erfolg beigetragen haben.“
Die Überwachung dieser Mutationen müsse fortgesetzt und nicht aufgegeben werden, sagten die Wissenschaftler. Es müsse mehr darüber geforscht werden, wie das Virus vom Menschen auf Wildtiere übertragen wird, wie es sich innerhalb einer Art und möglicherweise auch von einer Art auf eine andere ausbreiten könnte.
„Diese Studie unterstreicht das potenziell große Wirtsspektrum, das SARS-CoV-2 in der Natur haben kann, und wie weit es tatsächlich verbreitet sein könnte“, sagte Hoyt. „Es bleibt noch viel zu tun, um zu verstehen, welche Wildtierarten, wenn überhaupt, für die langfristige Aufrechterhaltung von SARS-CoV-2 beim Menschen wichtig sein werden.“
„Aber was wir bereits gelernt haben“, sagte Finkielstein, „ist, dass SARS CoV-2 nicht nur ein menschliches Problem ist und dass es eines multidisziplinären Teams bedarf, um seine Auswirkungen auf verschiedene Arten und Ökosysteme wirksam anzugehen.“
Mehr Informationen:
Weitverbreitete Exposition gegenüber SARS-CoV-2 in Wildtiergemeinschaften, Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49891-w