Coronaisierung der Menschheit

Ist es nicht schön anzusehen, das neue Corona-Virus? Der unvoreingenommene Betrachter könnte zu dieser Meinung kommen, aber unser Wissen um die Tatsache, dass der winzige Schönling kreuzgefährlich ist, lässt keinen Platz für eine Bewunderung der Schönheit. Corona-Viren, die „Erkältungskrankheiten“ verursachen, kennt man schon lange, aber solch einen Bösen gab es noch nicht. Im Dezember 2019 wurde in der chinesischen Stadt Wuhan eine Häufung von schweren Lungenentzündungen mit damals unklarer Ursache festgestellt. Als Auslöser wurde dann ein Corona-Virus identifiziert, das den Namen SARS-CoV-2 (für Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) erhalten hat. Die Genomanalyse ergab, dass SARS-CoV-2 durch Mutationen aus einem Virus entstanden ist, das zuvor in Fledermäusen nachweisbar war. Nun ist es auch für Menschen pathogen. Die dazu gehörende Erkrankung heißt COVID-19 (für Corona Virus Disease 2019)

Der Erreger hat sich in Windeseile über den gesamten Globus ausgebreitet und ist auch in Deutschland angekommen. Pandemie! Die Auswirkungen sind dramatisch. Menschen mit Vorerkranken sowie jene, die im Rentenalter sind, erkranken im Falle einer Infektion oft sehr schwer. Die Mortalität ist in solchen Risikogruppen beängs-tigend hoch.

Geschwindigkeit ist keine Hexerei

Die gute Nachricht ist, dass in dieser heiklen Situation unsere Politiker offenbar auf die sachkundigen Wissenschaftler hören. Das ist nicht immer so, besonders dann nicht, wenn es um Biologie geht. Die Prognose der Wissenschaft lautet, dass sich mindestens 70% unserer Bevölkerung infizieren werden, wobei aber nur ein geringer Prozentsatz in eine kritische Situation kommen wird. Trotzdem ist die Zahl der hochgradig Gefährdeten hoch. Daraus leitet sich ab, dass unsere Krankenhäuser eine größere Zahl an Betten auf Intensivstationen einrichten müssen, als wir gegenwärtig haben. Da braucht man natürlich auch zusätzliches Personal. Schwestern und Pfleger aus anderen Bereichen müssen geschult und ggf. umgesetzt werden. Das muss schnell gehen!

Das Wort „Geschwindigkeit“ begegnet uns jetzt immer wieder. Mitte März verdoppelte sich die Zahl der SARS-CoV-2-Infizierten alle drei Tage. Wenn das so weiter ginge, hätten wir schon in der 2. Aprilhälfte 8 Millionen. Prof. Lothar Wieler, Präsident des Robert Koch-Instituts, befürchtet bis zu zehn Millionen Infizierte in Deutschland. Damit das Gesundheitswesen nicht schlagartig von einer nicht zu bewältigenden Anzahl von Schwerkranken überrollt wird, muss die Infektionswelle verlangsamt werden. Wir sind es in Deutschland gewohnt, dass für jeden Bedürftigen auch ein Krankenhausbett zur Verfügung steht. Das könnte sich ändern. Nur wenn es gelingt, die Geschwindigkeit der Ausbreitung zu drosseln, haben wir die Chance, eine ganz große Katastrophe abzuwenden. Dann können die Schwerkranken nacheinander behandelt werden und die Intensivbetten nutzen. Natürlich brauchen wir neuartige Medikamente, die den Verlauf der Erkrankung mildern. Es wird vermutet, dass das gute alte Malariamittel Chloroquine ein solches sein könnte. Die ersten Studien laufen jetzt erst an. Auch mit anderen Mitteln. Aber man braucht Zeit. Auch dafür, wirksame Vakzinen zu entwickeln. In den USA hat man bereits einen ersten Impfstoff, mit dem man jetzt die klinische Testung beginnt. Bis der dann wirklich anwendbar ist, wird es aber noch Monate dauern. Auch das Tübinger Pharmaunternehmen CureVac rechnet damit, bereits im Herbst einen Impfstoff liefern zu können. Damit könnte man möglicherweise die laufende Infektionswelle in einer späten Phase noch beeinflussen. Auf jeden Fall aber hätte man etwas für die Zukunft in der Hand.

Noch schneller ging es mit der Entwicklung des ersten diagnostischen Tests. Die sind ja absolut notwendig, um zu erkennen, wer infiziert ist und wer nicht. Nur so lässt sich das notwendige Quarantänemanagement effizient durchführen. Schon am 13. Januar 2020 war im Konsiliarlabor an der Berliner Charité eine erste Version eines molekulargenetischen Diagnostikverfahrens verfügbar. Für die in Berlin entwickelte Nachweismethode wurden in den ersten zwei Monaten bereits 40.000 Testkits mit einer Untersuchungskapazität von 4 Millionen Proben in über 60 Länder geliefert. Das war für die erste Phase ausreichend, aber für den Massenansturm braucht man andere Dimensionen. Dazu hat die Firma Roche das Verfahren dahingehend weiterentwickelt, dass es in großem Stil von Laborautomaten abgearbeitet werden kann. Ist es nicht eine erstaunliche Geschwindigkeit, dass schon 3 Monate nach der Entdeckung des SARS-CoV-2 eine perfekte molekulargenetische Diagnostikroutine etabliert und die Impfstoffentwicklung weit fortgeschritten ist? Ja, aber Geschwindigkeit ist keine Hexerei.

Keine neuen Erfindungen nötig

Die molekulare Genetik ist so weit entwickelt, dass die Methoden, mit denen man Virusinfektionen diagnostiziert bzw. Impfstoffe kreiert, prinzipiell verfügbar sind. Wenn neue Viren dazukommen, muss man nur die vorhandenen Methoden neu adressieren. Ausgangspunkt dafür ist die Nukleotidsequenz des jeweiligen Virusgenoms. Die wurde für SARS-CoV-2 in China sofort aufgezeichnet. Die Genomgröße liegt zwischen 29.825 und 29.903 Nukleotiden (nt). Ein Winzling im Vergleich zum Genom des Darmbakteriums E. coli mit 4.6 Millionen und zum Genom des Menschen mit 3,27 Milliarden nt.

Der Virusnachweis erfolgt durch die sogenannte Polymerasekettenreaktion (Polymerase Chain Reaction, abgekürzt PCR). Das ist ein Verfahren, das man der Natur abgeschaut hat. Mit ihm kann man einen ausgewählten Bereich einer DNA exponentiell vermehren. Dazu muss man die zu untersuchende DNA mit Nukleotiden (also den DNA–Bausteinen) und einer DNA-Polymerase in das Reaktionsgefäß geben. Die DNA-Polymerase ist ein Enzym, das an einem vorhandenen DNA-Einzelstrang einen komplementären Strang synthetisieren kann. Um die Reaktion zu ermöglichen, braucht man noch zwei kleine DNA-Abschnitte von ca. 20 nt, die man so synthetisiert, dass sie an die gewünschten Orte der DNA andocken und so als Startpunkte (Primer) für das „Abschreiben“ dienen. Somit wird der zu vermehrende DNA-Abschnitt ausgewählt. Entscheidend ist, dass die Primer nur zu der DNA passen, die man untersuchen will. In einem thermischen Verfahren wird der DNA-Abschnitt in 25 bis 30 Verdopplungszyklen exponentiell vermehrt. Ein raffiniert entwickeltes optisches System kann die wachsende Zahl der neu entstehenden DNA-Fragmente in Form eines zunehmenden Fluoreszenzsignals anzeigen. Da die Reaktionsgefäße durchsichtig sind, lässt sich der Vorgang mittels eines in die PCR-Maschine eingebauten Messsystems aufzeichnen. Im dem hier diskutierten Falle muss noch ergänzt werden, dass die Genome der meisten Viren, so auch von SARS-CoV-2 aus RNA bestehen. Deshalb muss, bevor man die PCR anwenden kann, von der RNA noch eine DNA-Kopie erstellt werden. Dazu gibt es Enzyme namens Reverse Transkriptasen (RT). Die vielen Fakten berücksichtigend, heißt das molekulare Verfahren mit vollem Namen „real-time quantitative Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (abgekürzt RT-qPCR)”.

Für die Herstellung eines Impfstoffes geht man wiederum von den Genomdaten aus. Hierin finden die Fachleute die Gene, die für die Oberflächenproteine der Viren kodieren. Baut man die Gene in die Genome geeigneter Organismen wie Hefen oder Bakterien ein, produzieren diese genau die gewünschten Virusproteine. Diese kann man dann als Antigene impfen, um so die Rezipienten zur Antikörperbildung anzuregen oder Immunzellen nachhaltig für den Feind zu sensibilisieren. Virale RNA-Sequenzen, die im Impfgeschehen ebenfalls eine Rolle spielen, kann man gar mit Maschinen synthetisieren. Das eigentliche Verfahren der Antigenproduktion ist aus molekulargenetischer Sicht relativ simpel. Langwierig und teuer sind hingegen die klinischen Studien, bevor eine Vakzine für den Einsatz zugelassen wird.

Ohne Gentechnik geht gar nichts

Die Diagnostik mittels RT-qPCR ist auf Enzyme angewiesen, die der Natur entstammen. Um sie in ausreichendem Maße zur Verfügung zu haben, muss man die Gene allerdings in Organismen übertragen, die in der Lage sind, große Mengen davon zu produzieren. Das ist Gentechnik pur, ebenso wie die Herstellung von Impfstoffen. Mit anderen Worten: Ohne Gentechnik würden wir den Kampf gegen SARS-CoV-2 verlieren.

Da erinnert man sich mit Grausen der Tatsache, dass in unserer Bevölkerung ein Grüner Hass gegen Gentechnik herrscht. Gunda Röstel, damalige Sprecherin von „Bündnis 90/Die Grünen“, stellte im Oktober 1997 in Berlin eine Resolution zur Gentechnologie vor: „Bündnis 90/Die Grünen lehnen Gentechnik grundsätzlich und für alle Anwendungsbereiche ab. Wir wollen deshalb die Gentechnik zurückdrängen… denn wie an keinem anderen Politikfeld macht sich an der Gentechnik fest, wie grün die Partei wirklich ist.“ Folgerichtig wurde erklärt, ein ökologischer Umbau auch des Gesundheitswesens sei nur möglich, wenn die „alternative Medizin“ gefördert werde. Gunda Röstel nannte Homöopathie als Beispiel der alternativen Bereiche, auf die Forschungsgelder umgelenkt werden sollten. Dem stimmten alle Tagungsteilnehmer zu. Das ist lange her, aber die Einstellung hat sich auch viele Jahre danach kaum geändert. Und Globuli wirken noch immer nicht, weder gegen EHEK, gegen die Masern und auch nicht gegen COVID-19. Am 19. August 2010 erklärte der Stadtrat von Magdeburg mehrheitlich die Landeshauptstadt zur „gentechnikfreien Zone“. Der Beschluss wurde bisher nicht aufgehoben. Das wäre an der Zeit, denn längst ist erkennbar, dass die Entscheidung auf einer Kombination aus Unkenntnis und irrationalen Emotionen beruht. Sollen eigentlich auch die Hassprediger*innen gegen Gentechnik und alle Abgeordneten, die ihnen auf den Leim gegangen sind, in Zeiten von COVID-19 auch von den Segnungen der Gentechnik profitieren dürfen? Natürlich ja. Es gibt zwar einen tief verwurzelten Durst nach Gerechtigkeit, aber Nächstenliebe ist gegenüber der Gerechtigkeit das höhere Gut.

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