Wie ein Virus von 1918 zur Pandemieprävention der Zukunft beitragen kann

Die «Spanische Grippe» der Jahre 1918 bis 1920 gilt mit weltweit bis zu 100 Millionen Todesopfern als eine der verheerendsten Pandemien der Neuzeit. Zur molekularen Evolution des Erregers lagen bislang jedoch kaum Daten vor.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Verena Schünemann (Universität Basel) in Kooperation mit dem Institut für Evolutionäre Medizin der Universität Zürich hat nun erstmals das Schweizer Virusgenom aus der Pandemiezeit entschlüsselt. Das gaben die Hochschulen in einer gemeinsamen Mitteilung bekannt.

Die RNA des Grippevirus stammt aus einem über 100 Jahre alten, formalin-fixierten Feuchtpräparat aus der Medizinischen Sammlung der Universität Zürich (UZH). Das Präparat wurde einem 18-jährigen Patienten entnommen, der im Juli 1918 während der ersten Ausbreitungswelle der Spanischen Grippe verstarb, so die UZH.

Da RNA im Vergleich zu DNA rasch zerfällt, war die Analyse nur durch eine neuentwickelte Sequenzierungstechnik möglich, erklärt Christian Urban, Erstautor der in «BMC Biology» erschienenen Studie. Die Methode erlaubt es nicht nur, weitere Genome historischer RNA-Viren zu rekonstruieren, sondern auch die Authentizität der gewonnenen Fragmente zu überprüfen.

Im Vergleich mit den bisher publizierten Grippegenomen aus Deutschland und Nordamerika weist das Schweizer Virusgenom bereits zu Beginn der Pandemie drei Schlüsselanpassungen an den Menschen auf.

Zwei dieser Mutationen machten das Virus resistenter gegenüber einer antiviralen Komponente des menschlichen Immunsystems.

Die dritte Anpassung betrifft ein Protein in der Virusmembran, das dank der Genmutation besser an die Rezeptoren von menschlichen Zellen binden kann. Durch diese Anpassungen, die bis zum Ende der Pandemie in den Viruspopulationen erhalten blieben, wurde das Virus sowohl widerstandsfähiger als auch infektiöser.

Für die Forschenden sind die Ergebnisse insbesondere mit Blick auf zukünftige Pandemien von Bedeutung. «Wenn wir die Dynamiken besser verstehen, wie sich Viren während einer Pandemie über einen langen Zeitraum an den Menschen anpassen, können wir daraus Modelle für zukünftige Pandemien entwickeln», sagt Studienleiterin Schünemann.

«Dank unserem interdisziplinären Ansatz, der historisch-epidemiologische und genetische Ausbreitungsmuster kombiniert, können wir eine evidenzbasierte Kalkulationsgrundlage erarbeiten», ergänzt Mitautor Kaspar Staub von der UZH. Dazu seien die Rekonstruktion weiterer Virusgenome sowie vertiefende Analysen notwendig, in die das Forschungsteam auch grössere Zeitabstände einbeziehen möchte.