Kontrollierter durch die Pandemie: Gensequenzierung kann helfen
Seite 2: Die Folgen des Sequenzierens
Vor Covid arbeitete de Oliveira mit Krankheitserregern wie Zika, Chikungunya und Tuberkulose. Die Pandemie führte zu einer beispiellosen Aufstockung der Mittel für sein Fachgebiet und zu großem politischen Interesse an seiner Arbeit. Das Labor in seinem neuen Zentrum für Epidemiebekämpfung und Innovation ist mit Geräten im Wert von mehreren Millionen Dollar ausgestattet – ein Großteil davon wurde von gut ausgestatteten Labors, internationalen Gesundheitsorganisationen und Herstellern gespendet. Es soll irgendwann das leistungsfähigste Sequenzier-Labor Afrikas werden.
(Bild:Â Foto: Lee-Ann Olwage)
Die Suche nach neuen Varianten
Die Wissenschaft, die heutzutage hinter der genomischen Verfolgung von Viren steht, ist relativ einfach. Um ein SARS-CoV-2-Genom zu sequenzieren, isolieren Wissenschaftler die virale RNA aus einer Patientenprobe, etwa einem positiven Covid-Testabstrich. Dann bringen sie die RNA in eine Form, die von Sequenzier-Maschinen gelesen werden kann.
Vor zwanzig Jahren kostete die Sequenzierung eines menschlichen Genoms noch 100 Millionen Dollar – heute sind es weniger als 1.000 Dollar. Das ist immer noch zu teuer, um auf der Suche nach neuen Mutationen jeden positiven Covid-Test zu sequenzieren. Daher nehmen de Oliveira und sein Team vorrangig Proben aus Gebieten, in denen die Infektionszahlen unerwartet ansteigen. Er nennt das „nichtlineare Sequenzierung“ und konnte so gleich zwei besorgniserregende Varianten in Südafrika entdecken: Omikron im November 2021 und ein Jahr zuvor Beta in der Provinz Ostkap.
Auch wenn die rasche Entdeckung neuer, infektiöserer Versionen von SARS-CoV-2 die Ausbreitung dieser Varianten nicht verhindern konnte, verschaffte dieses Wissen der Politik zumindest etwas Zeit, um sich vorzubereiten, sagt Peacock. Viele Länder haben Auffrischungsimpfungen eingeführt, nachdem sich zeigte, dass Omikron unsere Immunabwehr leichter überwindet. „Es besteht kein Zweifel daran, dass die Echtzeit-Sequenzierung während der Pandemie einen erheblichen Einfluss auf ihren Verlauf hatte.“ Emma Griffiths, Expertin für genomische Daten an der Simon Fraser University im kanadischen Vancouver, ergänzt, dass die genomische Überwachung zudem geholfen habe zu verstehen, warum unsere Diagnostika, Impfstoffe und Therapeutika im Laufe der Zeit an Wirksamkeit verloren haben. Das sei wichtig, um das Waffenarsenal gegen Covid aktualisieren zu können.
Die exakten Auswirkungen der Sequenzierung auf Krankenhausaufenthalte oder Todesfälle zu quantifizieren, ist schwierig. Daten aus Südafrika und anderen Ländern über das Verhalten von Omikron ließen Forschende in den USA Anfang Januar schätzen, dass eine Verdoppelung der Impfungen bis Ende April 41.000 Todesfälle und mehr als 400.000 Krankenhausaufenthalte verhindern könnte.
(Bild:Â Foto: Lee-Ann Olwage)
Blick in die Zukunft
Die zunehmende Sequenzierung und die daraus entstehenden Datenmengen helfen dabei, Vorhersagen zu treffen, wie sich untersuchte Viren entwickeln werden. Gerade bei der Grippe wird besonders deutlich, wo die Schwierigkeiten liegen: Jedes Jahr wählen Wissenschaftler den Grippestamm aus, von dem sie glauben, dass er in der nächsten Saison dominieren wird. Der ist dann die Grundlage für den aktuellen Impfstoff. Nur in etwa der Hälfte der Fälle stimmt die Prognose. Einfach ausgedrückt: Es ist sehr schwierig zu bestimmen, welcher der Grippestämme des jeweils vergangenen Jahres sich im nächsten Jahr als dominant erweisen wird.
In einem im Juni 2021 veröffentlichten Preprint durchkämmten die Wissenschaftler die GISAID-Datenbank und analysierten mehr als 900.000 Versionen des Spike-Proteins von SARS-CoV-2, um herauszufinden, ob die Entwicklung früherer Varianten ihnen dabei helfen könnte, festzustellen, welche Mutationen in künftigen Varianten wahrscheinlich auftreten werden.
