Veröffentlicht: 4.2.2022.
Der Artikel wurde verarbeitet und veröffentlicht von Andrea Božić
Die Mikrobiologin M. Trujillo filterte Bakterien aus einer Abwasserprobe, die Spuren des Coronavirus enthielt, und entdeckte etwas völlig Neues
Im vergangenen Januar bemerkte ein Forscherteam, das im Abwasser von New York City nach Coronaviren suchte, etwas Seltsames in seinen Proben. Die gefundenen Virusfragmente wiesen eine einzigartige Konstellation von Mutationen auf, die noch nie zuvor bei menschlichen Patienten gemeldet worden waren – ein mögliches Zeichen für eine neue, bisher unentdeckte Variante.
Im vergangenen Jahr tauchten diese ungewöhnlichen Sequenzen oder was Wissenschaftler „kryptische Stämme nennen, weiterhin im städtischen Abwasser auf.
Es gibt keine Hinweise darauf, dass Stämme, die seit mindestens einem Jahr im Umlauf sind, ohne das Delta oder Omicron überholt zu haben, ein erhöhtes Gesundheitsrisiko für den Menschen darstellen. Aber die Forscher, deren Ergebnisse am Donnerstag in Nature Communications veröffentlicht wurden, haben immer noch keine Ahnung, woher sie stammen.
"An diesem Punkt können wir sagen, dass wir keine rätselhaften Stämme in menschlichen Datenbanken gefunden haben, wir jedoch alles überprüft haben “, sagte Monica Trujillo, Mikrobiologin am Queensborough Community College und Autorin des neuen Artikels.
Forscher selbst machen sich Sorgen um die Herkunft der Stämme. Einige neigen zur Erklärung, dass das Virus von Menschen stammt, deren Infektionen nicht durch Sequenzierung erkannt werden. Andere vermuten jedoch, dass die Stämme von Tieren stammen könnten, die mit dem Virus infiziert sind, vermutlich von riesigen Rattenpopulationen in der Stadt. Selbst dann kann sich diese bevorzugte Theorie von Tag zu Tag oder von Stunde zu Stunde ändern.
Die Antworten bleiben vorerst unbeantwortet!
Forscher – darunter Marc Johnson, Virologe an der University of Missouri, David Smyth, Mikrobiologe an der Texas A&M University und andere – haben seit Juni 2020 Abwasserproben aus 14 New Yorker Kläranlagen entnommen. Im Januar 2021 begannen sie mit der gezielten Sequenzierung von Proben, wobei sie sich auf den Teil des Gens für das wichtigste Protein des Virus fokussiert haben.
Obwohl dieser Ansatz nur einen begrenzten Einblick in das virale Genom bietet, ermöglicht er den Forschern, viele Daten aus dem Abwasser zu extrahieren, in dem das Virus normalerweise fragmentiert ist.
Fragmente des Virus mit neuen Mutationsmustern seien mehrfach in mehreren Kläranlagen aufgetaucht, stellten die Forscher fest. (Sie konnten keine bestimmten Betriebe oder Stadtbereiche entdecken, sagten sie.)
„Bisher haben wir diese Varianten bei klinischen Patienten in New York City nicht gesehen“, sagte Michael Lanza, Sprecher des New Yorker Ministeriums für Gesundheit und psychische Hygiene.
Forscher der University of California, Berkeley, fanden ähnliche Sequenzen in einem kalifornischen Abwasserkanal, sagte Rose Kantor, Mikrobiologin an der Universität.
Die kontinuierlichen Anstrengungen der Wissenschaftler, zu verstehen, woher die Sequenzen stammen, unterstreichen sowohl das Potenzial der Abwasserüberwachung, die Wissenschaftlern helfen kann, die Entwicklung des Virus zu überwachen, als auch die Herausforderung, eine Bedeutung für alle Anomalien zu finden, bei welchen man noch im Dunkeln liegt.
„Wir hatten wirklich Mühe zu verstehen, was wir haben“, sagte Dr. Trujillo.
Die Linien könnten von Personen stammen, deren Infektionen nicht nachgewiesen wurden oder deren Virus nicht sequenziert wurde.
Aber die Tatsache, dass sie immer wieder in denselben wenigen Kläranlagen auftauchten, mache diese Theorie weniger wahrscheinlich, sagten die Forscher, da sich New Yorker und alle Varianten, die sie tragen könnten, ohne Einschränkung in der Stadt bewegen.
Dennoch spekulierte Dr. Dennehy, dass die Sequenzen von Menschen stammen könnten, die auf Langzeit-Gesundheitseinrichtungen in nur wenigen Teilen der Stadt beschränkt waren. Aber er konnte das nicht beweisen.
„Wir konnten es an einem sehr kleinen Kanalisationsbereich ermitteln“, sagte Dr. Dennehy. „Und ich habe E-Mails an Ärzte und Krankenhäuser in diesen Gegenden geschickt und nie eine Antwort auf meine E-Mails erhalten.“
Tatsächlich haben Menschen mit einem geschwächten Immunsystem möglicherweise größere Schwierigkeiten, das Virus zu bekämpfen, was ihm mehr Möglichkeiten zur Mutation gibt. Viele Wissenschaftler vermuten, dass Omicron von einem immungeschwächten Patienten stammt.
Interessanterweise haben einige der kryptischen Abstammungslinien dieselben Mutationen wie Omicron bzw. Mutationen an denselben Stellen. Laborexperimente deuten darauf hin, dass diese Stämme auch einige Antikörper umgehen können.
New Yorker Stämme könnten das Ergebnis des gleichen selektiven Drucks sein, einige der körpereigenen Immunabwehrmöglichkeiten zu umgehen, vermuten Forscher.
Tierischer Ursprung?
„Um etwas in der Kanalisation zu haben, was man entdecken kann, muss viel davon anwesend sein“, sagte Dr. Adam Lauring, Virologe an der University of Michigan, der nicht an der Forschung beteiligt war.
Dr. Johnson, Virologe in Missouri, stimmt zu. Er unterstützt die Hypothese, dass die Sequenzen von Tieren stammen, möglicherweise mehreren spezifischen Populationen mit begrenzten Territorien. Im Mai und Juni 2021, als die Zahl der menschlichen Covid-19-Fälle in der Stadt gering war, machten mysteriöse Stämme einen höheren Anteil an viraler RNA im Abwasser aus, was darauf hindeutet, dass sie möglicherweise aus einer nichtmenschlichen Quelle stammen.
Die Forscher zogen zunächst ein breites Spektrum potenzieller Wirte in Betracht, von Eichhörnchen bis zu Stinktieren. „Dies ist ein sehr promiskuitives Virus“, sagte Dr. Johnson. "Es kann alle Arten von Arten infizieren."
Um die Möglichkeiten einzugrenzen, kehrten sie zum Abwasser zurück und gingen davon aus, dass jedes Tier, das das Virus ausgestoßen hat, auch sein eigenes genetisches Material hinterlassen könnte.
Obwohl die überwiegende Mehrheit des genetischen Materials im Wasser von Menschen stammte, waren auch kleine Mengen RNA von Hunden, Katzen und Ratten vorhanden, fanden die Wissenschaftler heraus.
Dr. Johnson dachte an die Ratten, von denen Millionen durch die Stadt streifen. In seinem Labor schuf er Pseudoviren – harmlose Viren, die sich nicht replizieren – mit denselben Mutationen, die in kryptischen Sequenzen vorhanden sind. Pseudoviren konnten Maus- und Rattenzellen infizieren, fand er heraus. Die ursprüngliche Version des Virus scheint nicht in der Lage zu sein, Nagetiere zu infizieren, obwohl einige andere Varianten, wie z. B. Beta, dies in der Lage waren.
„Also an sich ist es keine große Sache, aber es stimmt zumindest mit der Idee überein, dass es von Nagetieren stammt“, sagte Dr. Johnson.
Seit letztem Sommer arbeiten Wissenschaftler mit dem Tier- und Pflanzengesundheitsinspektionsdienst des US-Landwirtschaftsministeriums zusammen, um in Blutproben und Kot von einheimischen Ratten nach Anzeichen des Virus zu suchen. Bisher wurde nichts gefunden. „Vielleicht treffen wir nicht die richtigen Tiere“, sagte Dr. Dennehy.
Oder vielleicht sind Ratten nicht die Quelle mysteriöser Stämme. Wissenschaftler haben wiederholt festgestellt, dass Menschen das Virus auf Tiere übertragen können, insbesondere auf Haustiere, Zootiere, Zuchtmarder und andere, mit denen sie häufig in Kontakt kommen. Dies hat Bedenken geweckt, dass das Virus in ein Tiermilieu platziert werden könnte, wo es mutieren und auf den Menschen zurück übertragen werden könnte.
Aber Ratten standen normalerweise nicht ganz oben auf der Liste der Sorgen, und es gibt keine Beweise dafür, dass das Virus unter wilden Ratten zirkuliert. Der Weg, auf dem Menschen Ratten infizieren könnten, ist ebenfalls unbekannt.
„Nichts macht absolut Sinn“, sagte Dr. Johnson.
Aber eine Art tierischen Ursprungs bleibt eine Möglichkeit, sagten Wissenschaftler.
"Das ist genauso überzeugend, wenn nicht sogar wahrscheinlicher als der menschliche Ursprung", sagte Dr. Lauring.
Die Suche geht also weiter. Dr. Johnson hat eine neue Technik entwickelt, die nur andere Sequenzen als Omicron amplifizieren kann, was die Erkennung von Stämmen erleichtern soll. Er begann auch, in Abwasserproben aus anderen Bundesstaaten nach ähnlichen Stämmen zu suchen, was helfen könnte, weitere Hinweise auf ihre Herkunft zu finden.
„Irgendwann werden wir es aber wissen“, sagte Dr. Johnson in der Hoffnung, bald die wahren Ursprünge der Linie zu entdecken.
Vorbereitung: Astrid Werbolle
Quelle: Die New York Times
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