Die Entdeckung, wie sich das COVID-19-Virus repliziert, öffnet die Tür zu neuen antiviralen Therapien

Eine neue Studie, die sich mit der Replikationsphase des SARS-CoV-2-Virus befasst, das COVID-19 verursacht, deckt wichtige Mechanismen bei seiner Replikation auf, die die Grundlage für neue antivirale Therapien bilden könnten.

Die Studie, die untersuchen sollte, wie sich das SARS-CoV-2-Virus repliziert, sobald es in die Zellen gelangt, hat überraschende Entdeckungen gemacht, die die Grundlage für zukünftige antivirale Therapien bilden könnten. Dies hat auch wichtige theoretische Implikationen, da die Replikation des SARS-CoV-2-Virus bisher von Forschern weniger Beachtung gefunden hat.

„Diese Ergebnisse zeigen, was für ein hervorragender Zellbiologe das SARS-CoV-2-Virus ist, und werfen neues Licht darauf, wie eine Infektion mit SARS-CoV-2 die Funktion wesentlicher intrazellulärer Kompartimente, auch Organellen genannt, stören kann“, sagt Dr. Jeremy Carlton, Dozent für Molekular- und Zellbiologie.

Der virale Lebenszyklus kann in zwei Hauptstadien unterteilt werden: In der ersten Phase dringt das Virus in die Zelle ein. Die zweite Stufe ist die Replikation, bei der das Virus die molekulare Maschinerie der infizierten Zelle nutzt, um sich selbst zu replizieren, indem es seine Teile aufbaut und sie zu neuen Viren zusammenfügt, die dann austreten und andere Zellen infizieren können.

Der Großteil der Forschung zu SARS-CoV-2 – dem Erreger von COVID-19 – konzentrierte sich auf das Spike-Protein, das den Viruseintritt ermöglicht. Dies hat zu einem Mangel an Verständnis darüber geführt, wie sich das Virus repliziert, sobald es in die Zelle gelangt ist.

A neues Papier unter der Leitung von Dr. Jeremy Carlton in Zusammenarbeit mit Dr. David Bauer am Francis Crick Institute konzentriert sich darauf, wie das Hüllprotein von SARS-CoV-2 späte Stadien der Virusreplikation kontrolliert.

Veröffentlichung in Wissenschaftliche FortschritteDie Autoren markierten das Hüllprotein mit fluoreszierenden Markierungen, um seine Bewegung innerhalb der Zellen zu verfolgen, und verwendeten Proteomik, um Schlüsselwege zu identifizieren, die es SARS-CoV-2 ermöglichen, die inneren Kompartimente der infizierten Zelle – sogenannte Organellen – für seine Replikation zu übernehmen.

Die Autoren identifizierten einen überraschenden Aspekt seiner Replikation in der Verwendung eines Kompartiments namens Lysosom während der Virusfreisetzung. Lysosomen sind saure, abbauende Organellen, aber SARS-CoV-2 nutzt sein Hüllprotein als Ionenkanal, um ihren Säuregehalt zu neutralisieren und so die Virusfreisetzung zu fördern.

Solche Erkenntnisse über die Replikation erweitern nicht nur unser theoretisches Verständnis des viralen Lebenszyklus, sondern könnten schließlich auch zur Entwicklung neuer antiviraler Therapeutika genutzt werden, die die Kanalaktivität des Hüllproteins hemmen. Diese könnten nicht nur für SARS-CoV-2 gelten, sondern auch für die Familie der β-Coronaviren und jedes andere Virus, das sich mit den gleichen Mechanismen repliziert.