Elektronenmikroskopische Aufnahme von SARS-CoV-2. (Nationales Institut für Allergien und Infektionskrankheiten/NIH/Flickr/Public Domain) COVID 19 wird verursacht durch a Coronavirus angerufen SARS-CoV-2 . Coronaviren gehören zu einer Gruppe von Viren die Tiere infizieren, vom Pfau bis zum Wal. Sie sind nach den birnenförmigen Spitzen benannt, die aus ihnen herausragen Virus 's Oberfläche und erwecken den Eindruck einer sie umgebenden Korona.
Eine Coronavirus-Infektion verläuft in der Regel auf zwei Arten: als Infektion der Lunge, die einige Fälle einer Erkältung mit sich bringt, oder als Infektion des Darms, die Durchfall verursacht.
COVID-19 beginnt wie die Erkältungs-Coronaviren in der Lunge, schädigt dann jedoch das Immunsystem und kann zu langfristigen Lungenschäden oder zum Tod führen.
SARS-CoV-2 ist anderen menschlichen Atemwegscoronaviren, einschließlich SARS-CoV und MERS-CoV, genetisch sehr ähnlich. Die subtilen genetischen Unterschiede führen jedoch zu erheblichen Unterschieden darin, wie schnell ein Coronavirus Menschen infiziert und wie es sie krank macht.
SARS-CoV-2 hat alles gleiche genetische Ausstattung als das ursprüngliche SARS-CoV , die 2003 einen weltweiten Ausbruch verursachte, bei dem jedoch etwa 6.000 Mutationen an den üblichen Orten verstreut waren, an denen sich Coronaviren verändern. Denken Sie an Vollmilch oder Magermilch.
Im Vergleich zu anderen menschlichen Coronaviren wie MERS-CoV Das neue Virus, das 2012 im Nahen Osten auftauchte, verfügt über angepasste Versionen derselben allgemeinen Ausrüstung, um in Zellen einzudringen und sich selbst zu kopieren.
Allerdings verfügt SARS-CoV-2 über einen völlig anderen Satz an Genen, sogenannte Zubehörgene, die diesem neuen Virus in bestimmten Situationen einen kleinen Vorteil verschaffen. Beispielsweise verfügt MERS über ein bestimmtes Protein, das die Fähigkeit einer Zelle, bei einem viralen Eindringling Alarm zu schlagen, unterbindet.
SARS-CoV-2 hat an dieser Stelle in seinem Genom ein nicht verwandtes Gen mit einer noch unbekannten Funktion. Denken Sie an Kuhmilch oder Mandelmilch.
Wie das Virus infiziert
Jede Coronavirus-Infektion beginnt mit einem Viruspartikel, eine kugelförmige Hülle, die einen einzelnen langen Strang genetischen Materials schützt und fügt es in eine menschliche Zelle ein. Das genetische Material weist die Zelle an, rund 30 verschiedene Teile des Virus herzustellen, wodurch sich das Virus vermehren kann.
Der Zellen, die SARS-CoV-2 bevorzugt infiziert haben auf der Außenseite ein Protein namens ACE2, das für die Regulierung des Blutdrucks wichtig ist.
Die Infektion beginnt, wenn die langen Spike-Proteine aus dem Viruspartikel herausragen heften sich an das ACE2-Protein der Zelle . Von diesem Punkt an verändert sich der Dorn, indem er sich entfaltet und wieder zusammenfaltet, indem er federartige Teile verwendet, die zunächst im Kern des Dorns vergraben sind.
Der neu konfigurierte Dorn verhakt sich in der Zelle und bringt das Viruspartikel und die Zelle zusammen. Dadurch entsteht ein Kanal, durch den sich das virale genetische Material in die ahnungslose Zelle schlängeln kann.
SARS-CoV-2 wird durch engen Kontakt von Mensch zu Mensch übertragen. Der Ausbruch der Shincheonji-Kirche in Südkorea im Februar liefert einen guten Beweis dafür, wie und wie schnell sich SARS-CoV-2 ausbreitet.
Es scheint, dass ein oder zwei mit dem Virus infizierte Personen mehrere Minuten lang in einem überfüllten Raum direkt neben nicht infizierten Personen saßen. Innerhalb von zwei Wochen infizierten sich mehrere tausend Menschen im Land, mehr als die Hälfte der damaligen Infektionen waren auf die Kirche zurückzuführen.
Der Ausbruch begann schnell, da die Gesundheitsbehörden sich des möglichen Ausbruchs nicht bewusst waren und zu diesem Zeitpunkt keine umfassenden Tests durchführten. Seitdem haben die Behörden hart gearbeitet und die Zahl der Die Neuerkrankungen in Südkorea sind stetig zurückgegangen .
Wie das Virus Menschen krank macht
SARS-CoV-2 wächst in Lungenzellen vom Typ II, die eine seifenartige Substanz absondern, die dafür sorgt, dass Luft tief in die Lunge gelangt, sowie in Zellen, die den Rachen auskleiden. Wie bei SARS werden die meisten Schäden bei COVID-19, der durch das neue Coronavirus verursachten Krankheit, dadurch verursacht, dass das Immunsystem eine Abwehrreaktion gegen verbrannte Erde durchführt, um die Ausbreitung des Virus zu stoppen.
Millionen Zellen des Immunsystems dringen in das infizierte Lungengewebe ein und großen Schaden anrichten dabei, das Virus und alle infizierten Zellen zu entfernen.
Jede COVID-19-Läsion hat die Größe einer Weintraube bis zur Größe einer Grapefruit. Die Herausforderung für das medizinische Personal, das Patienten behandelt, besteht darin, den Körper zu unterstützen und das Blut mit Sauerstoff zu versorgen, während sich die Lunge selbst repariert.
SARS-CoV-2 weist eine gleitende Schweregradskala auf. Patienten unter 10 Jahren scheinen das Virus leicht zu überwinden, die meisten Menschen unter 40 scheinen sich jedoch schnell wieder zu erholen Ältere Menschen leiden an einer immer schwereren COVID-19-Erkrankung .
Das ACE2-Protein, das SARS-CoV-2 als Tür zum Eindringen in die Zellen nutzt, ist auch wichtig für die Regulierung des Blutdrucks und erfüllt seine Aufgabe nicht, wenn das Virus zuerst dort ankommt. Dies ist einer der Gründe, warum COVID-19 bei Menschen mit hohem Blutdruck schwerwiegender verläuft.
SARS-CoV-2 ist schwerwiegender als die saisonale Grippe Zum Teil, weil es viel mehr Möglichkeiten gibt, Zellen davon abzuhalten, das Immunsystem um Hilfe zu bitten. Beispielsweise versuchen Zellen, auf eine Infektion zu reagieren, indem sie Interferon, das Alarmsignalprotein, herstellen.
SARS-CoV-2 blockiert dies durch eine Kombination aus Tarnung, indem es Proteinmarker von der Zelle abschneidet, die als Notsignale dienen, und schließlich alle antiviralen Anweisungen, die die Zelle erzeugt, vernichtet, bevor sie verwendet werden können. Infolgedessen kann COVID-19 einen Monat lang eitern und jeden Tag einen kleinen Schaden anrichten, während die meisten Menschen einen Grippefall in weniger als einer Woche überstehen.
Derzeit beträgt die Übertragungsrate von SARS-CoV-2 etwas höher als bei der Pandemie 2009 H1N1 Influenzavirus, SARS-CoV-2 jedoch schon mindestens zehnmal so tödlich .
Aus den derzeit verfügbaren Daten geht hervor, dass COVID-19 dem schweren akuten respiratorischen Syndrom (SARS) sehr ähnelt, obwohl die Wahrscheinlichkeit, dass es schwerwiegend ist, geringer ist als bei SARS.
Was ist nicht bekannt
Es gibt immer noch viele Geheimnisse über dieses Virus und Coronaviren im Allgemeinen – die Nuancen, wie sie Krankheiten verursachen, die Art und Weise, wie sie mit Proteinen in der Zelle interagieren, die Struktur der Proteine, die neue Viren bilden, und wie einige der grundlegenden Mechanismen zum Kopieren von Viren funktionieren funktioniert.
Eine weitere Unbekannte ist, wie COVID-19 auf Veränderungen in den Jahreszeiten reagieren wird. Der Grippe folgt meist kaltem Wetter , sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel. Einige andere menschliche Coronaviren verbreiten sich das ganze Jahr über in geringem Maße, aber dann scheinen im Frühjahr ihren Höhepunkt zu erreichen . Aber Niemand weiß es wirklich genau warum diese Viren je nach Jahreszeit variieren.
Was bei diesem Ausbruch bisher erstaunlich ist, ist die ganze gute Wissenschaft, die so schnell ans Licht gekommen ist. Die Forschungsgemeinschaft erfuhr davon Strukturen des Virus-Spike-Proteins und des ACE2-Proteins mit einem Teil des Spike-Proteins, das nur etwas mehr als einen Monat nach Verfügbarkeit der genetischen Sequenz angehängt wurde.
Ich habe die ersten etwa 20 Jahre damit verbracht, an Coronaviren zu arbeiten, ohne von beidem profitieren zu können. Dies verheißt Gutes für ein besseres Verständnis, Vorbeugung und Behandlung von COVID-19. 
Benjamin Neumann , Professor für Biologie, Texas A&M University-Texarkana .
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