Alle COVID-19-Impfstoffe haben eins gemeinsam: Laut den Herstellern der Impfstoffe enthalten sie den Bauplan des COVID-19 Spike-Proteins. Um zu verstehen, wie die neuen „Impfstoffe“ funktionieren, muss man erst einmal verstehen: WAS ein Spike-Protein ist und WOFÜR es vom Virus gebraucht wird.
Diese Fragen werden wir in den folgenden Abschnitten beantworten. Sie bilden die Grundlage für das Verständnis der neuen „Impfstoffe“.
Braucht die Menschheit Viren?
Die Forscher sind sich nicht einig darüber, seit wann es Viren gibt. Man nimmt allerdings an, dass sie seit Millionen von Jahren existieren.
Obwohl Viren aus Biomolekülen bestehen, zählt man sie nicht zu den Lebewesen, da sie sich nicht eigenständig vermehren, keinen eigenen Stoffwechsel haben, nicht atmen und sich auch nicht selbst bewegen können. Um sich zu vermehren, sind sie auf Wirtszellen angewiesen. Dafür dringen sie in Bakterien, in Pflanzen, in Tiere und in den Menschen ein.
Viren befinden sich daher überall, wo es auch Lebewesen gibt. Derzeit kennt man ca. 10.434 Virusarten [1]. Aber man nimmt an, es gibt noch sehr viel mehr, die bisher unbekannt sind.
Die meisten Viren, man schätzt über 99 Prozent, sind jedoch nicht bösartig und sogar notwendig, zum Beispiel für Ökosysteme. Nur ein geringer Bruchteil von Viren ist für uns Menschen krankheitserregend. [2],[3],[4],[5]
Viren sind sehr klein, nur etwa 15-400 nm (Nanometer = Millionstel Millimeter) groß. Sie sind kleiner als Bakterien und sehr viel kleiner als Zellen. Mit dem bloßen Auge kann man sie nicht sehen, dafür braucht man ein Elektronenmikroskop.
Viren können sehr verschiedene Formen haben. So gibt es beispielsweise runde, eckige oder auch stäbchenförmige Viren. Der Aufbau von Viren ist sehr einfach (siehe Abb.2). Sie bestehen aus dem Genom, auch Erbinformation genannt, in dem alle Informationen des gesamten Virus-Bauplans in Form von DNA oder RNA gespeichert sind. Das Genom ist von einer Proteinhülle umgeben. Und um diese Proteinhülle haben einige Viren noch eine weitere Hülle, so auch das Corona-Virus.
Corona-Viren
Den Namen verdankt das Virus seinem Aussehen, das an eine Krone oder einen Kranz erinnert (lateinisch corona = Kranz, Krone). 1966 konnte es erstmalig unter einem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden.
Doch schon vor 25.000 Jahren muss es bereits zu einem Kontakt zwischen Corona-Viren und Menschen gekommen sein. Das legt eine genetische Spurensuche in Ostasien offen [6].
Schauen wir uns nun eine Illustration des Corona-Virus an (Abb.2). Im Inneren sehen wir das Genom, in dem alle Informationen zum Aufbau und zur Funktion gespeichert sind.
Beim Corona-Virus liegt diese Erbinformation als RNA vor. RNA, englisch: Ribo Nucleic Acid, ist die Kurzschreibweise für Ribonukleinsäure. Diese RNA besteht aus vielen aneinander gebundenen Nukleotiden, die einen Strang bilden. Ein einzelnes Nukleotid besteht wiederum aus einem Phosphatrest, einem Zuckermolekül (Ribose) und einer organischen Base. Die RNA des Corona-Virus besitzt ca. 30.000 solcher Nukleotide. Das Genom ist in eine Proteinhülle gepackt. Und um die Proteinhülle liegt noch eine Virushülle. Die Proteinhülle zusammen mit der Virushülle bezeichnet man auch als Lipid-Doppelmembran.
Die Virushülle besteht aus Lipiden (Fetten) der ursprünglichen Wirtszelle und darin eingelagerten Proteinen. Hüllen-Proteine und Membran-Proteine geben dem Virus Stabilität. Die Spike-Proteine geben dem Virus sein charakteristisches Aussehen.
Das Spike-Protein
Unten ist die schematische Darstellung des Virus zu sehen, die wir im weiteren Verlauf zur Veranschaulichung benutzen werden.
Das Spike-Protein ist im Prinzip ein Schlüssel, mit dem das Virus versucht, eine Wirtszelle aufzuschließen. Mit dem Spike heftet sich das Virus an eine Zelle. Wenn der Schlüssel passt, dann öffnet es die Zelle und schleust seine Erbinformation in die Zelle hinein.
Detaillierte Informationen zum Spike-Protein im Artikel „Das Spike-Protein im Fokus“.
Wie das funktioniert, schauen wir uns im nächsten Abschnitt an.
Wie vermehren sich Corona-Viren?
| ❶ | Coronaviren gelangen meist über die Luft in die Atemwege. Die Atemwege sind mit Schleimhaut-Zellen ausgekleidet. |
| ❷ | Mit dem Spike-Protein (Schlüssel) heftet sich das Virus an einen speziellen Rezeptor der Wirtszelle (Schloss), nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. |
| ❸ | Wenn der Schlüssel passt, tritt das Virus in die Zelle ein. In der Zelle gibt das Virus seine RNA und damit seine Bauanleitung frei. Die Wirtszelle beginnt nun mit der Produktion neuer Viren. |
| ❹ | Nach und nach werden die neuen Viren aus der Zelle transportiert. Dabei wird die Wirtszelle nicht zerstört und kann weitere Viren produzieren, bevor sie abstirbt. |
| ❺ | Die freigesetzten Viren suchen sich neue Wirtszellen und der Kreislauf beginnt von vorn. |
Wenn das Virus in den Körper gelangt und sich dort vermehren kann, dann spricht man von einer Infektion. Nach einer Infektion kann es zu einer Infektionskrankheit kommen, aber nicht jede Infektion führt zwangsläufig zu einer Infektionskrankheit. Erst wenn der infizierte Organismus tatsächlich Krankheitssymptome ausbildet, spricht man von einer Infektionskrankheit.
Ob es zu einer Infektionskrankheit kommt, hängt entscheidend vom Immunsystem ab, mehr dazu im Artikel „Unser Immunsystem und die Schlacht gegen Viren“.
Quellen (Stand vom 01.09.2023)
[1] The ICTV Organization, International Committee on Taxonomy of Viruses, „The Master Species List: A Spreadsheet of Current Taxonomy“, 28.06.2022, https://ictv.global/msl
[2] TAGESSPIEGEL, „Ursprung des Lebens: Am Anfang war das Virus“, Ruth Renée Reif, 04.06.2015, https://www.tagesspiegel.de/wissen/am-anfang-war-das-virus-3633148.html
[3] Friedrich-Schiller Universität Jena, „Ansteckend, zerstörerisch und dennoch nützlich“, Ute Schönfelder, 08.05.2020, https://blog.uni-jena.de/2020/05/viren-in-der-natur-ansteckend-zerstoererisch-und-dennoch-nuetzlich/
[4] Spektrum.de, „Viren können nicht nur schaden, sondern auch helfen“, David Pride, 22.12.2020, https://www.spektrum.de/news/phagen-viren-koennen-nicht-nur-schaden-sondern-auch-helfen/1809707
[5] Spektrum.de, „Die gute Seite der Viren“, Henning Engeln, 16.04.2020, https://www.spektrum.de/news/die-gute-seite-der-viren/1722318
[6] bioRxiv, THE PREPRINT SERVER FOR BIOLOGY, „An ancient viral epidemic involving host coronavirus interacting genes more than 20,000 years ago in East Asia“, doi: 10.1016/j.cub.2021.05.067, 13.01.2021, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.11.16.385401v2.full
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