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Herzmuskelzellen hören früher auf zu schlagen|Aktuelle Omicron-Subvariante BA.5 schädigt Kardiomyozyten stärker als BA.1 - Universität Ulm

Forschende des Uniklinikums Ulm haben anhand humaner kultivierter Kardiomyozyten untersucht, wie pathogen unterschiedliche Varianten und Subvarianten von SARS-CoV-2 wirken. Dabei zeigte sich, dass die zellschädigende Wirkung der aktuellen Omicron-Subvariante BA.5 so stark war wie bei der Delta-Variante.

DE: Herzmuskelzellen hören früher auf zu schlagen – Omicron-Subvariante BA.5 schädigt Kardiomyozyten stärker als BA.1

DMZ – MEDIZIN ¦ Markus Golla ¦ Eine Studie des Universitätsklinikums Ulm hat untersucht, wie gut sich verschiedene Varianten des Coronavirus SARS-CoV-2 in kultivierten humanen Herzmuskelzellen vermehren. Die Ergebnisse zeigen, dass sich zwar die ursprüngliche Omicron-Subvariante BA.1 nur sehr begrenzt in Herzmuskelzellen ausbreitet. Die aktuelle BA.5 Subvariante hingegen kann Kardiomyozyten so effektiv infizieren wie die frühere Delta-Variante. Verantwortlich dafür sind zusätzliche Mutationen – vor allem im Spike-Protein, die die Infektiosität und zellschädigende Wirkung von BA.5 stärken. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Nature-Zeitschrift „Signal Transduction and Targeted Therapy“. Nimmt man gesunde Herzmuskelzellen in Kultur und vermehrt sie, fangen sie an, spontan zu schlagen. „Dieser spontane ‚Herzschlag‘ von Kardiomyozyten ist ein guter Indikator für die Gesundheit und Funktionstüchtigkeit der Zellen“, erläutert Professor Steffen Just, Leiter der Sektion für Molekulare Kardiologie an der Klinik für Innere Medizin II. Just hat gemeinsam mit dem Ulmer Virologen Professor Frank Kirchhoff eine Studie über die pathogene Wirkung verschiedener SARS-CoV-2-Varianten auf den Weg gebracht. „Dafür haben wir spontan schlagende Herzmuskelzellen mit Coronaviren infiziert und untersucht, wie stark sich die Viren vermehren beziehungsweise wie groß deren zellschädigende Wirkung ist,“ erklärt Kirchhoff, der am Ulmer Uniklinikum das Institut für Molekulare Virologie leitet. Je pathogener eine Virus-Variante oder -Subvariante ist, desto früher stoppt der „Herzschlag“ der Zellen. Die Forschenden haben frühe SARS-CoV-2-Varianten wie NL-02-2020 und Delta mit verschiedenen Subvarianten von Omicron verglichen. Erwartungsgemäß war die – gemeinhin als weniger aggressiv eingestufte – frühe Omicron-Subvariante BA.1 deutlich weniger zellschädlich als die frühen Varianten NL-02-2020 und Delta. Die Untersuchung von Omicron-BA.5-Viren brachte dagegen ein anderes Ergebnis ans Licht: „Die damit infizierten Herzmuskelzellen hörten deutlich früher auf zu schlagen als Kulturen, die mit der frühen BA.1 Omicron-Subvariante infiziert waren. Das Ergebnis glich der Infektion mit der Delta-Variante – die Schläge stoppten nach 3 bis 5 Tagen“, so Rayhane Nchioua, Erstautorin der Studie und Doktorandin am Institut für Molekulare Virologie, die gemeinsam mit Federica Diofano aus der Sektion für Molekulare Kardiologie die Herzzellen untersucht hat. Herzmuskelzellen sind besonders anfällig für SARS-CoV-2 Verschiedene Zelltypen, Gewebe und Organe sind unterschiedlich empfänglich für SARS-CoV-2. Herzmuskelzellen sind besonders anfällig, weil diese viele ACE2-Rezeptoren präsentieren, über die die Viren an den Zellen andocken. Dies erleichtert dem Virus die Vermehrung und erklärt wahrscheinlich, warum Herzmuskelerkrankungen und Herzschäden zu häufigen Komplikationen von COVID-19 gehören. Zu den klinischen Erscheinungsbildern gehört insbesondere die Herzmuskelentzündung, aber auch Herzrhythmusstörungen werden beobachtet. Autopsien verstorbener COVID-19-Patienten wiesen in Herzmuskelzellen außerdem hohe Anteile an viraler RNA und von Spike-Proteinen nach. Das Ulmer Forschungsteam hat daher auch analysiert, wie hoch bei unterschiedlichen Varianten die Virus-RNA-Konzentration und der Anteil von Spike-Proteinen in viral infizierten Kardiomyozyten ist. Dabei kam heraus, dass insbesondere die Herzmuskelzellen, die mit Viren der Delta-Variante oder eben der späten Omicron-Subvariante BA.5 infiziert wurden, besonders hohe Konzentrationen solcher Virus-Spuren aufwiesen. Ein wesentliches Fazit der Studie ist, dass BA.5 nicht nur resistent gegen viele neutralisierende Antikörper der adaptiven Immunantwort ist, sondern sich auch sehr effektiv in menschlichen Zellen vermehren kann. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die effiziente Umgehung adaptiver Immunantworten durch BA.1 zunächst auf Kosten der viralen Infektiosität ging. Zusätzliche Mutationen im Spike-Protein von BA.5 stellten jedoch das volle Replikationspotential wieder her“, so die Forschenden. Aktuelle Studien mit Tiermodellen zeigen ebenfalls eine höhere Pathogenität von BA.5 im Vergleich zu BA.1 und bestätigen damit das Ergebnis der Ulmer Studie. Ob dies auch beim Menschen der Fall ist, müssen weitere Untersuchungen klären. Gefördert wurde das Forschungsprojekt im Rahmen der Sonderforschungsbereiche 1279 und 1506 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Weitere Fördergelder kommen aus dem Fight-nCoV-Programm der EU sowie aus dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung. Originalpublikation: Strong attenuation of SARS-CoV-2 Omicron BA.1 and increased replication of the BA.5 subvariant in human cardiomyocytes. Rayhane Nchioua, Federica Diofano, Sabrina Noettger, Pascal von Maltitz, Steffen Stenger, Fabian Zech, Jan Münch, Konstantin M. J. Sparrer, Steffen Just & Frank Kirchhoff. In: Signal Transduction and Targeted Therapy volume 7, Article number: 395 (2022), 25 December 2022, https://doi.org/10.1038/s41392-022-01256-9

Corona ist längst nicht vorbei - Subvariante XBB.1.5

DMZ – GESUNDHEIT / WISSEN ¦ Sarah Koller ¦ Mit Sorge blicken derzeit Virologinnen und Virologen in die USA, u.a. Weil dort die Omikron-Subvariante XBB.1.5 für extrem viele Infektionen sorgt. Auch in der Schweiz, in Deutschland und Österreich wurde sie bereits nachgewiesen. XBB.1.5 ist eine Subvariante von Omikron. Sie wurde bislang in rund 30 Ländern nachgewiesen. In Deutschland ist die Zahl der Nachweise von XBB.1.5 noch gering, man geht jedoch davon aus, dass sich das ändern wird. "Man kann mit einiger prognostischer Sicherheit sagen, dass die Variante auch bei uns die dominante Variante werden wird", sagte der Bremer Epidemiologe Hajo Zeeb. Auch Karl Lauterbach findet die Variante XBB.1.5 gefährlich. "Hoffentlich kommen wir durch den Winter, bevor eine solche Variante sich auch bei uns ausbreiten kann", schrieb der Bundesgesundheitsminister in der vergangenen Woche bei Twitter. Ansteckendste Subvariante, die bislang entdeckt wurde XBB.1.5 breitet sich viel schneller aus als andere Varianten, weil es sich um eine Rekombination aus zwei Varianten handelt. Besonders betroffen sind Menschen in Ländern mit niedriger Impfquote, so eben z.B. Die USA. Rund die Hälfte der Neuansteckungen geht aktuell auf XBB.1.5 zurück. Was man bisher sagen kann ist, dass die derzeit erhältlichen Impfungen vor schweren Krankheitsverläufen auch bei XBB.1.5 schützen. Die Corona-Expertin der Weltgesundheitsorganisation (WHO), Maria van Kerkhove, schätzt die neue Corona-Variante ebenfalls so leicht übertragbar ein, wie es keine zuvor war. Wie häufig schwere Verläufe bei dieser Variante sind, ist bislang noch unklar. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO ist es die "ansteckendste Subvariante, die bislang entdeckt wurde". Es gebe bislang aber keine Anzeichen dafür, dass XBB.1.5 noch schwerere Erkrankungen auslöst als andere Virusvarianten. Die Vorläufer der aktuellen XBB-Variante konnten auch Menschen anstecken, die schon mal mit Corona infiziert waren. Auch in Europa steigen die XBB.1.5 - Zahlen. Die EU-Gesundheitsbehörde ECDC geht davon aus, dass XBB.1.5 in ein bis zwei Monaten in Europa dominant sein wird. Die Infektion verläuft ähnlich wie bei den bereits bekannten Varianten. Bis die ersten Symptome nach der Infektion auftreten, vergehen ungefähr drei bis vier Tage. Ebenso verbreitet sich XBB.1.5 über Aerosole in der Luft. Auch die Schnelltests sollen laut Expertinnen und Experten weiter anschlagen. Randbemerkung: Die üblichen „Experten“ verharmlosen Alexander Kekulé, einer der Experten, der bisher mit seinen Prognosen und Annahmen oft falsch lag. So findet er denn wenig überraschend auch die neue Virusvariante nicht besorgniserregend. So irrte er bereits bei anderen Varianten. "Das ist für mich nicht beunruhigend und ist eigentlich auch ein normaler Prozess, dass Viren mutieren", erklärte er im MDR-Podcast "Kekulés Corona-Kompass". Beunruhigend scheint aber vor allem die Tatsache, dass Kollegen schon 2009 sagten, dass Kekulé zwar als Wissenschaftler berufen worden sei, wissenschaftlich arbeiten würde er aber kaum. Stattdessen sei er vor allem in Zeitungen und im Fernsehen präsent. Er sei ein Blender, hieß es. Auch beim Familiennamen gibt es Ungereimtheiten. Tatsächlich soll sich Kekulé lange Zeit und noch im Lebenslauf seiner Dissertation, mit der er sich auch an der Universität Halle-Wittenberg bewarb, immer wieder als „Alexander Kekulé von Stradonitz“ ausgegeben haben. Dabei hat seine Familie mit dem Forschergeschlecht nichts zu tun, wie Nachfahren, unter ihnen die langjährige Pfarrerin an der Kaiser-Wilhelm-Gedächtnis-Kirche in Berlin, Sylvia Kekulé von Stradonitz, schon 2009 gegenüber der F.A.Z. auf Nachfrage bestätigten. Die Familie habe ständig mit ihm zu kämpfen, hieß es damals. Ohne ihn überhaupt zu kennen.