Corona und die Folgen

Cartoon-Darstellung des SARS-CoV-2 3CLpro-Homodimers. Kette-A (Protomer-A) ist in
mehrfarbig und Kette-B (Protomer-B) ist dunkelblau dargestellt. Der N-Finger, der bei der Dimerisierung eine wichtige Rolle spielt und die aktive Konformation aufrechterhält, ist in heißem Pink dargestellt, Domäne I
ist cyanfarben, Domäne II ist grün und Domäne III ist gelb gefärbt. Die N- und C-Termini sind markiert. Die Reste der katalytischen Dyade (Cys-145 und His-41) sind
gelb hervorgehoben und beschriftet.

Zurück zum Anfang

Wir sind mittlerweile im zweiten Jahr eine Pandemie, welche es in dieser Form in der Geschichte der Menschheit noch nie gegeben hat.

Autorin Dr.rer. nat. Patricia Lefèvre

Ende 2019 wurde ein neuartiger Coronavirus-Stamm gemeldet, der mit tödlichen Atemwegserkrankungen in Verbindung gebracht wurde. Das Zentrum für Krankheitskontrolle und -prävention (CDC), die chinesischen Gesundheitsbehörden und Forscher ergriffen rasche Maßnahmen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) gab diesem Erreger vorläufig den Namen 2019 novel coronavirus (2019-nCoV).

Bereit am 10. Januar 2020 wurde die erste Ganzgenomsequenz von 2019-nCoV veröffentlicht, die es den Forschern_innen ermöglichte, das Virus bei Patienten mithilfe von Methoden der reversen Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) schnell zu identifizieren.

Schon am 21. Januar wurde der erste Artikel über 2019-nCoV veröffentlicht, aus welchem hervorging, dass 2019-nCoV zur Gruppe der Beta-Coronaviren gehört und mit dem Fledermaus-Coronavirus HKU9-1 verwandt ist, ähnlich wie die SARS-Coronaviren, und dass sein Spike-Protein trotz Sequenzvielfalt stark mit dem menschlichen ACE2-Rezeptor interagiert.

Am 30. Januar rief die WHO den internationalen Gesundheitsnotstand (Public Health Emergency of International Concern, PHEIC) für den Ausbruch von nCoV 2019 aus. Später wurde die Mensch-zu-Mensch-Übertragung bestätigt.

Bis zum 31. Januar waren 51 Ganzgenomsequenzen von 2019-nCoV aus verschiedenen Labors und Regionen an die GISAID-Datenbank übermittelt worden.

Am 12. Februar benannte die WHO den 2019-nCoV-Erreger endgültig als SARS-CoV-2 und die verursachende Krankheit als Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-2019).

Trotz des raschen Handelns von Forscher_innen auf der ganze Welt, konnte eine Ausbreitung nicht gestoppt werden. Die ersten Fehler von Staaten und Regierungen wurden gemacht und ab da an gab es kein Halten mehr.

Am 11. März erkannte die WHO COVID-19 formell als Pandemie an.
Bis zum 19. März 2020 stieg die Zahl der Todesopfer weltweit auf 9.913, mit 2.42.650 im Labor bestätigten Fällen.
Die Sterblichkeitsraten unter den Infizierten war von Land zu Land unterschiedlich.

Nun fast zwei Jahre nach dem Ausbruch von SARS-COV-2 sind 5.076.863 Todesfälle registriert.
Man kann nun streiten ob jene Todesfälle mit, an, durch oder wegen Sars-CoV-2 gestorben sind. Fakt ist: diese Menschen sind tot!

Im Frühjahr 2020 liefen weltweit erste Schutzmaßnahmen in fast allen Ländern der Welt an. Diese Maßnahmen veranlassten die ersten Menschen gegen jene Maßnahmen und Regierungen zu demonstrieren.
Der Höhenflug der selbst ernannten Querdenker begann im Frühsommer 2020 und plötzlich wurde Unwahrheit, Halbwahrheiten oder völliger Irrsinn via Internet verbreitet. Folglich kam die zweite Welle der Pandemie.

Phylogenetischer Baum, abgeleitet aus den engsten Homologen von SARS-CoV-2 3CLpro. Zur Erstellung dieses Baums wurde die Maximum-Likelihood-Methode verwendet.

Virologe ist heute jeder

Durch die immer mehr Falschmeldung und wüstesten Verschwörungstheorien liefen viele Menschen anderen hinterher, die eben jene Falschmeldung in der Welt verbreiteten.
Nun stelle ich all diesen „Fach-Virologen“ jenes SARS-Virus mit wissenschaftlich einfachen Worten vor.

Coronaviren sind einzelsträngige RNA-Viren mit positivem Sinn, die ein großes virales RNA-Genom besitzen – deren Erbmaterial aus RNA besteht. Der Begriff RNA-Viren ist keine taxonomische Sammelbezeichnung und enthält keine verwandtschaftlichen Bezüge. Eine genaue Klassifikation der RNA-Viren wird in den Baltimore-Gruppen 3, 4 und 5 und der Taxonomie der Viren vorgenommen.
Die nachfolgenden Repräsentative Arten sind selbstverständlich jedem Virologe bekannt. Da wären zum Beispiel: Hepatitis-C-Virus, Humanes Respiratorisches Synzytial-Virus und das Influenza-A-Virus zu nennen.

Da die Forschung in Studien gezeigt haben, dass SARS-CoV-2 eine ähnliche genomische Organisation wie andere Beta-Coronaviren aufweist, bestehend aus einer 5′-untranslatierten Region (UTR), einem Replikasekomplex (orf1ab), der für nicht-strukturelle Proteine (nsps) kodiert, ein Spike-Protein (S)-Gen, ein Hüllprotein (E)-Gen, ein Membranprotein (M)-Gen, ein Nukleokapsidprotein (N)-Gen, eine 3′-UTR und mehrere nicht identifizierte nicht-strukturelle offene Leserahmen.

Mehrfache Sequenz
Alignment der engsten Homologe von SARS-CoV-2 3CLpro mit 70 % Sequenzidentität.

Obwohl SARS-CoV-2 zu der Gruppe der Beta-Coronaviren eingeordnet wird, unterscheidet sich dieses Virus von MERS-CoV und SARS-CoV.

Die jüngste Studien haben gezeigt, dass die Gene von SARS-CoV-2 eine Nukleotididentität von <80 % und eine Nukleotidähnlichkeit von 89,10 % mit den Genen von SARS-CoV aufweisen. Normalerweise produzieren Beta-Coronaviren bei der Transkription des Genoms ein ∼800 kDa Polypeptid. Dieses Polypeptid wird proteolytisch gespalten, um dadurch verschiedene Proteine zu erzeugen. Die proteolytische Verarbeitung wird durch Papain-ähnliche Protease (PLpro) und 3-Chymotrypsin-ähnliche Protease (3CLpro) vermittelt. Da jenes 3CLpro Polyprotein an 11 verschiedenen Stellen spaltet, um verschiedene nicht-strukturelle Proteine zu erzeugen, die für deren virale Replikation wichtig sind.

Ist also das gleiche Prinzip wie ein Brot mit Marmelade und eines mit Schinken. Nur das bei dem Schinken noch die Variable Tomate oder Gurke Erwähnung finden kann.

Jenes 3CLpro spielt eine entscheidende Rolle bei der Replikation von Viruspartikeln und befindet sich im Gegensatz zu Struktur-/Accessory-Protein-kodierenden Genen am 3′-Ende, das eine übermäßige Variabilität aufweist – siehe Schinkenbrot.
Daher ist es ein potenzielles Ziel für das Screening von Hemmstoffen gegen Coronaviren.

Strukturbasierte Aktivitätsanalysen und Hochdurchsatzstudien haben potenzielle Hemmstoffe für SARS-CoV und MERS-CoV 3CLpro identifiziert. Heilpflanzen, insbesondere solche, die in der traditionellen chinesischen Medizin verwendet werden, haben große Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie bioaktive Verbindungen enthalten, die zur Entwicklung formaler Medikamente gegen verschiedene Krankheiten ohne oder mit nur minimalen Nebenwirkungen verwendet werden könnten.

Soweit die Einordnung zwischen SARS-CoV und MERS-CoV.

Da wir nun alle die Einstimmung in die Thematik verstanden haben, möchte ich noch kurz auf den Verlauf von Sars-CoV-2 eingehen.

Die Grundlage über die viele Arten von Coronaviren ist mittlerweile jedem bekannt und so können wir auch gleich mit den Folgen einer Infizierung beginnen.

Das SARS-CoV-2 Virus infiziert den menschlichen Körper, indem es in gesunde Zellen eindringt. Dort erstellt der Eindringling Kopien von sich selbst und vermehrt sich im ganzen Körper.

Das Sars-CoV-2  Virus heftet sich mit seinen stacheligen Oberflächenproteinen – ähnlich eines uns allen bekannten Klettverschluss, an Rezeptoren auf gesunden Zellen, dies insbesondere sehr gerne und schnell in der Lunge fest.

Nun dringen immer mehr virale Proteine über die ACE2-Rezeptoren in die Zellen ein. Dort angekommen, entführt das Coronavirus gesunde Zellen und übernimmt das Kommando. Schließlich tötet es einige der gesunden Zellen ab.

Die ersten Symptome einer Erkrankung

Die durch das Coronavirus verursachte Krankheit, beginnt mit Tröpfchen aus dem Husten, Niesen oder Atem einer infizierten Person. Sie können sich in der Luft oder auf einer Oberfläche befinden, die Sie berühren, bevor Sie Ihre Augen, Ihre Nase oder Ihren Mund berühren. So kann das Virus in die Schleimhäute Ihres Rachens eindringen. Innerhalb von 2 bis 14 Tagen kann Ihr Immunsystem mit folgenden Symptomen reagieren:

– Fieber
– Husten
– Kurzatmigkeit oder Atembeschwerden
– Müdigkeit
– Schüttelfrost, manchmal mit Zittern
– Körperliche Schmerzen
– Kopfschmerzen
– Halsschmerzen
– Verstopfung oder eine laufende Nase
– Verlust des Geschmacks
– Verlust des Geruchsinns
– Übelkeit oder Erbrechen
– Diarrhöe

Wie bewegt sich das Coronavirus durch den Körper?

Das Virus wandert durch Ihre Atemwege: also Mund, Nase, Rachen und Lunge.
Die unteren Atemwege haben mehr ACE2-Rezeptoren als der Rest der Atemwege. Daher ist es wahrscheinlicher, dass COVID-19 tiefer geht als Viren wie wir diese von einer normalen Influenza
(Erkältung / Grippe) her kennen.
Es sei nun zu beachten, dass es zwischen Influenzer und Influencer einen erheblichen Unterschied gibt. Siehe Variable Schinkenbrot – wobei manche eben so Dumm wie jenes Brot sind. Bei der Veganer-Variante entfällt selbstverständlich der Schinken.
Die Lunge kann sich folglich durch die virale Proteine entzünden, welches zu Atmen beschwerten führt und die sich dann in einer Lungenentzündung zeigt.

Wenn nun bei einem Patienteneine Computertomographie vom Brustkorb vorgenommen wird, wird ein Schatten oder fleckige Bereiche – die so genannte „Mattigkeit“, sichtbar.

Bei den meisten Menschen, die sich mit SARS-CoV-2 infizierten, enden die Symptome mit Husten und Fieber. Mehr als 8 von 10 Fällen verlaufen mild. Bei einigen Menschen verläuft die Infektion jedoch schwerer. Etwa 5 bis 8 Tage nach Beginn der Symptome leiden sie unter Dyspnoe (umgangssprachlich auch Kurzatmigkeit. Aber dies muss ich Ein paar Tage später beginnt das akute Atemnotsyndrom (ARDS).

Das ARDS kann zu schneller Atmung, schnellem Herzschlag, Schwindel und Schweißausbrüchen führen. Es schädigt das Gewebe und die Blutgefäße in den Lungenbläschen, so dass sich in ihnen Ablagerungen ansammeln. Dadurch wird das Atmen erschwert oder sogar unmöglich.

Viele Menschen, die an ARDS erkranken, benötigen Hilfe beim Atmen durch ein Gerät, welches als Beatmungsgerät bezeichnet wird.

Wenn sich nun in Folge der Erkrankung Flüssigkeit in der Lunge ansammelt, transportiert diese weniger Sauerstoff ins Blut. Folglich werden Organe nicht mehr mit Sauerstoff (der Sauerstoffsättigung)
angereichertes Blut versorgt. Jener Sauerstoff ist für den Menschen lebensnotwendig. Weder Alter noch Geschlecht beeinflussen die Sauerstoffsättigung. Die Werte bei gesunden Menschen sollten zwischen 90 und 99 Prozent liegen.
Der Sauerstoffpartialdruck im Blut ist hingegen abhängig vom Alter und wird entweder in kPa oder mmHg gemessen. Junge Erwachsene zeigen in der Regel einen spO2-Wert von etwa 96 mmHg (entspricht 12,8 kPa). Im Laufe des Lebens nimmt der Partialdruck ab und liegt bei einem 80-Jährigen bei etwa 75 mmHg (entspricht 10 kPa).

Im Abstract heißt es schließlich, dass Nieren, Lunge und Leber versagen und nicht mehr funktionieren – können, was folglich zu langzeit Schädigung des Organismus führt.
Da mittlerweile auch bekannt ist, dass Schädigung an Herz und Gehirn zu Folge haben, sollte man Sars-CoV-2 ernst nehmen und nicht mit Influenza gleichsetzen.
Nicht jede Infektion mit Sars-CoV-2 ist tödlich! Die aktuellen Zahlen (Stand November 2021 von 5.12 Millionen Todesfälle sprechen für sich.

Viren gab es schon immer auf der Welt

Nun noch einen Anhang über Bestätigte Fälle und Todesfälle einiger uns bekannten Viren.

– Das Marburg-Virus wurde 1967 entdeckt und brachte 466 bestätigte Fälle, bei denen
373 tödlich endeten. Das Marburg-Virus wurde in 11 Länder der Welt nachgewiesen.

– Ebola wurde 1976 entdeckt und wurde in 33.577  Fällen bestätigt, wovon 13.562 tödlich verliefen. Ebola wurde in 9 Ländern der Welt nachgewiesen.

– 1997 wurde H5N1 entdeckt. Bei der sogenannten „Vogelgrippe“ gab es 861 bestätigte Fälle, wovon 455 tödlich verliefen. Der H5N1 wurde in 18 nachgewiesen.

– Das Nipah henipavirus, welches in Asien vorkommt, löst beim Menschen eine häufig tödlich verlaufende Gehirnentzündung hervor. Dieses Virus wird durch Kontakt mit Körperflüssigkeiten und -ausscheidungen infizierter Tiere und Menschen übertragen. 1998 wurden 513 Fälle in 2 Länder gemeldet, bei denen
398 Menschen ihr Leben verloren.

– H1N1 wurde 2009 publik und unter der Bezeichnung Schweinegrippe bekannt. Damals wurden in 214 Länder der Welt circa.630.000 Fälle registriert. Bei  dieser Epidemie starben 284.500 Menschen.

– Der MERS- Virus folgte 2012. Dieser Virus wurde in 28 Länder mit 2.494 Infizierter und 858 Todesfälle registriert.

– Im Jahr daruf kam H7N9 – auch dieser Virus wurde als Vogelgrippe bekannt. In 3 Länder wurden 1.568 Menschen infiziert, wovon 616 mit tödlichem Ausgang.


– Last but not least der uns allen bestens bekannte SARS-CoV-2 Virus. Am 11. November 2021 gibt es folgende Zahlen aus 192 Länder. 251.672.962 Menschen sind bis dato mit diesem Virus infiziert. Die Todesfälle betragen 5.076.863.

Dr. rer. nat. Patricia Lefèvre
Lyon, 18. November 2021

Quellen:

– J. Jacobs, S. Zhou, E. Dawson, et al., Discovery of Non-covalent Inhibitors of the SARS Main Proteinase 3CLpro, Probe Reports from the NIH Molecular Libraries
Program, National Center for Biotechnology Information (US), Bethesda (MD), 2010. PMID: 23658941

– Journal of Pharmaceutical Analysis

– K. Anand, J. Ziebuhr, P. Wadhwani, et al., Coronavirus main proteinase
(3CLpro) structure: basis for design of anti-SARS drugs, Science 300 (2003) 1763-1769

– Laboratory of Growth Regulators, Institute of Experimental Botany ASCR & Palacký University, Olomouc, Czech Republic
– Laboratoire of Pharmacy and Biomolecular Sciences, Liverpool John Moores University, Liverpool, United Kingdom

– T. Castrignano, P.D. De Meo, D. Cozzetto, et al., The PMDB protein model database, Nucleic Acids Res. 34 (2006)

– V. Kumar, K.P. Tan, Y.M. Wang, et al., Identification, synthesis and evaluation of SARS-CoV and MERS-CoV 3C-like protease inhibitors, Bioorg. Med. Chem.

– X. Xu, P. Chen, J. Wang, et al., Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human
transmission, Sci. China Life Sci. 63 (2020) 457e460

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Über drpatricialefevre

Mein Name ist Patricia Lefèvre,  ich bin deutsch-französin. Meine Eltern sind deutsche und ich bin in Frankreich geboren. Mein Vater ist Ingenieur für Fahrzeugbau, meine Mutter Apothekerin. Da beide in frühen Jahren die Liebe zu Frankreich entdecken und nicht nur um dort Urlaub zu machen, gingen sie Anfang der 70er nach Frankreich. Mein Vater arbeitete bei Citroën in der Getriebeentwicklung im Werk in Metz und meine Mutter als Apothekerin in Metz. Ende der 70er wurde in Trèmery, bei Metz, ein neues Motorenwerk von Citroën und Peugeot gebaut, welches heute das größte Dieselmotorenwerk der Welt ist. Da die kleine Gemeide Trèmery in kürzester Zeit wuchs, beschlossen meine Eltern sich mit einer Apotheke selbständig zu machen. So wurde mir von beiden der Grundstock von Wissenschaft von Kindheit an mitgegeben. Da ich immer wissen wollte wie was und warun funktioniert oder so ist, studierte ich in Paris an der Universität Pierre et Marie Curie, nach Pierre und Marie Skłodowska Curie benannt, Physik und Mathematik. Nach dem Studium blieb ich an der Uni, wechselte dort zu ISIR - Institute of Intelligent Systems and Robotics. 2005 ging ich aus privaten Gründen zu meinen Großeltern nach Reutlingen und studierte an der Uni Tübingen Nanotechnologie. 2008 wurde ich Dozentin für Angewandte Physik. 2010 wurde meine Tochter und 2013 mein Sohn in Reutlingen geboren. In dieser Zeit schrieb ich auch meine Dissertation. Im Herbst 2019 ging ich mit meiner Familie nach Frankreich und bin seit dieser Zeit an der UBFC - Université Bourgogne Franche-Comté, in der Forschung der Nanotechnologie. Da die UBFC eng mit der ESA - European Space Agency,  im Bereich Nanotechnologie zusammen arbeitet, ist dies für mich nochmals eine Herausforderung in der unglaublichen Weite dieser Technologie. Ich bin ein Naturmensch und diese erlebe ich zu Fuß, mit dem Rad oder Kanu. Wann immer es die Zeit zulässt, gehe ich mit der Familie, oder auch eine Woche alleine mit meinem Hund campen und dies nicht nur im Juli oder August. Rucksack, Zelt und ne Flasche Wein - mehr brauche ich für ein Wochenende nicht. Ich habe einen Jagdschein und besorge das Abendessen selbst. Ich weiß, dass dieses Thema sehr kontrovers diskutiert wird und gerade jene am lautesten schreien, die die wenigste Ahnung von Naturschutz haben.

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