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Wie springen Viren vom Tier zum Menschen über?

Die aktuelle Corona-Pandemie hat ihren Ursprung im Tierreich – wie viele Infektionskrankheiten. Denn der Erreger SARS-CoV-2 hat sich in Fledermäusen entwickelt und ist dann wahrscheinlich über ein weiteres Tier auf den Menschen übergesprungen. Aber wie kommt es zu solchen Sprüngen über die Artbarriere? Und warum sind gerade behüllte Viren wie das neue Coronavirus so epidemieträchtig?

Symbolbild Zoonose
Der Erreger SARS-CoV-2 hat sich in Fledertieren entwickelt und ist dann wahrscheinlich über ein weiteres Tier auf den Menschen übergesprungen.

Ob Covid-19, die Spanische Grippe oder HIV: Die großen Pandemien der Menschheitsgeschichte wurden meist von Erregern ausgelöst, die vom Tier auf den Menschen übergesprungen sind. Bei den von Viren verursachten Infektionskrankheiten liegt der Anteil dieser sogenannten Zoonosen sogar bei mehr als 70 Prozent. So stammen die meisten Grippeviren ursprünglich aus Vögeln, HIV geht auf ein bei Affen verbreitetes Virus zurück und Ebola sowie das neue Coronavirus SARS-CoV-2 haben sich in Fledermäusen entwickelt.

Wildtiermarkt in Mong La, Myanmar
Der Ausbruch des Coronavirus im chinesischen Wuhan hat Wildtiermärkte wie diesen in das Zentrum der Aufmerksamkeit gerückt.

Der erste Schritt: der Kontakt

Aber wie gelangen diese Tiervieren dann in den Menschen? Und warum können sie uns krank machen, selbst wenn der tierische Wirt keinerlei Krankheitssymptome zeigt? Eine Voraussetzung für den Sprung über die Artbarriere liegt auf der Hand: Das Virus beziehungsweise sein Träger muss in Kontakt mit dem Menschen kommen. Es ist daher kein Zufall, dass sich Ausbrüche neuer Virus-Infektionen vor allem dort häufen, wo Mensch und Tiere eng zusammenkommen. Das kann in bäuerlichen Regionen mit vielen Nutztieren sein, aber auch auf Märkten, auf denen lebende und tote Wildtiere verkauft werden – wie beispielsweise auf dem Markt der chinesischen Stadt Wuhan.

Gefährlich wird es zudem überall dort, wo wir Menschen in zuvor unberührte Gebiete eindringen oder den Lebensraum von wilden Tieren zerstören. Denn dies schafft dann plötzlich neue Kontakte zwischen Mensch und Wildtier, die auch dessen Parasiten und Erregern die Chance zum Überspringen bieten. Aber auch in unserem nahen Umfeld und in unseren Städten leben viele Tiere, die sich an unsere Gegenwart angepasst haben und die uns beispielsweise über ihren Urin oder Kot mit Viren infizieren können können. Ein Beispiel dafür ist die Rötelmaus, die auch in Deutschland das Hantavirus übertragen kann.

Rötelmaus (Myodes glareolus)
Die possierlichen Rötelmäuse können das gefährliche Hantavirus auf den Menschen übertragen. Die Infektion wird dabei durch direkten oder indirekten Kontakt mit infizierten Tieren und deren Ausscheidungen – Urin, Kot oder Speichel – ausgelöst.

Der zweite Schritt: die Andockstelle

Die zweite Voraussetzung für einen erfolgreichen Artsprung ist das Entern der menschlichen Zellen. Viren können sich nicht selbst vermehren, sondern sind dafür auf die Zellmaschinerie ihrer Wirte angewiesen. Dafür müssen sie zunächst an die Zelle andocken und in sie eindringen. Das Virus benötigt dafür ein Oberflächenprotein, das wie ein Schlüssel in das Schloss bestimmter Andockstellen auf der menschlichen Zelle passt. Nur wenn die Konfiguration dieser Bindungsstelle genau passt, kann das Virus die Zellen befallen.

Im Falle des Coronavirus übernimmt ein Teil der krönchenartig vorstehenden Hüllproteine diese Aufgabe. Die Bindungsstelle an diesem Spike-Protein ist so mutiert, dass sie nun perfekt an einen Rezeptor auf den Zellen unserer Atemwege und Lungen andocken kann. Deshalb löst dieses Virus Husten und Lungenentzündungen aus. Bei anderen Viren, wie dem von Zecken übertragenen FSME-Virus, binden de Oberflächenproteine an Andockstellen auf Zellen des Nervensystems – deshalb verursacht dieses Virus Hirnhautentzündungen.

Je leichter die Oberflächenproteine eines Virus mutieren, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Erreger an einen neuen Wirt anpassen kann. Denn manchmal genügen schon winzige Veränderungen in der Struktur der Bindungsstellen aus, um sich Zutritt zu Zellen einer neuen Art zu verschaffen. Besonders begabte "Formwandler" sind in dieser Hinsicht behüllte Viren – Viren wie das Coronavirus, die neben der proteinreichen Kapsel um ihr Erbgut noch eine zusätzliche Hülle besitzen. Diese Virenhülle besteht aus einer Membran, die mit vielen besonders variablen Oberflächenproteinen bedeckt ist. Es ist daher kein Zufall, dass die meisten Zoonosen von behüllten Viren ausgelöst werden.

Symbolbild Coronavirus
Beim Coronavirus übernimmt ein Teil der krönchenartig vorstehenden Hüllproteine das Andocken an die menschlichen Zellen.

Der dritte Schritt: die Mensch-zu-Mensch-Übertragung

Doch es gibt noch einen Schritt, der ein Tiervirus zu einem potenziellen Auslöser einer Pandemie macht: Es muss sich in menschlichen Zellen vermehren können und dann von Mensch zu Mensch überspringen können. Es gibt durchaus virale Krankheitserreger, die zwar weit verbreitet sind und viele Menschen krank machen, die aber diesen Schritt nicht vollzogen haben. Dies gilt beispielsweise für das Hantavirus, aber auch für das FSME-Virus oder den Erreger des Denguefiebers.

Anders ist dies für das aktuelle Coronavirus SARS-CoV-2, Ebola oder auch viele Influenza-Varianten: Diese Viren benötigen keine tierischen Überträger mehr, sondern können direkt von Mensch zu Mensch übertragen werden. Möglich wird dies, weil die Erreger mit der Atemluft, über Blut, Speichel oder andere Körperflüssigkeiten in die Außenwelt gelangen und dann dort von anderen Menschen aufgenommen werden können.

Chinesische Passanten mit  Mundschutz
Der Covid-19-Erreger SARS-CoV-2 ist leider bei der Mensch-zu-Mensch-Übertragung besonders "vielseitig".

Der Covid-19-Erreger SARS-CoV-2 ist in dieser Hinsicht sogar besonders "vielseitig": Er überträgt sich mittels Tröpfcheninfektion beim Husten, Niesen oder auch Atmen und Sprechen, kann aber auch im Kot infizierter Patienten enthalten sein. Zudem überdauert dieses Virus mehrere Stunden bis Tage auf glatten Oberflächen – was die Ansteckungsgefahr erhöht.

Erschwerend kommt hinzu, dass dieses Virus im Gegensatz zu seinem Vorgänger, dem 2003 verbreiteten SARS-Virus, schon vor dem Auftreten der ersten Symptome von den Infizierten in die Umwelt abgegeben wird. Deshalb sind Coronavirus-Infizierte meist schon ansteckend, bevor sie Fieber und Husten entwickeln – was diesen Erreger so erfolgreich und die Eindämmung der aktuellen Pandemie so schwierig macht.

NPO, 08.04.2020
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