Analyse der wirtspezifischen Evolution von SARS-CoV-2 in immunkompromittierten Patienten: Mögliche Quelle für Immunevasions-Varianten

• Antragsteller: Professor Dr. Marcus Panning; Professor Dr. Klaus Warnatz
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466171387

Ende 2020 wurde in Großbritannien eine neue SARS-CoV-2 Variante (VOC 202012/01) nachgewiesen, die deutlich ansteckender zu sein scheint. Der Ursprung dieser Variante ist bislang ungeklärt, aber es wird vermutet, dass sie aufgrund der hohen Anzahl an Mutationen in einem Langzeit-infizierten Patienten mit einem geschwächten Immunsystem entstanden ist. Eine kürzliche Studie zeigte, dass solche Virus-Varianten auch der Antikörper-Antwort des Immunsystems ausweichen können. Demnach könnte eine Evolution des Virus innerhalb eines immun-kompromittierten Patienten zu Virus-Varianten führen, die besser mit dem Immunsystem des Wirts zurechtkommen und dadurch die Grundlage für Virus-Varianten mit einem erhöhten pandemischen Potential bilden.Seit Beginn der Pandemie hat das Universitätsklinikum Freiburg eine Kohorte an Langzeit-infizierten, immun-kompromittierten Patienten rekrutiert. In diesem Projekt planen wir, die Evolution von SARS-CoV-2 in diesen Patienten mittels Next Generation Sequencing zu untersuchen. Durch unsere bereits etablierten Arbeitsabläufe für die Sequenzierung von SARS-CoV-2 und der entsprechenden bioinformatischen Auswertung können wir die Evolution von SARS-CoV-2 innerhalb dieser Patienten untersuchen. Darüber hinaus ist unser Institut mit BSL-3 Laboratorien ausgestattet, die es uns erlauben, Viren aus diesen Patienten zu isolieren und diese in Zellkultur und in ACE2-transgenen Mäusen zu untersuchen. Wir planen mittels dieser charakterisierten Viren und S-pseudotypisierten Virus-ähnlichen Partikeln, den Einfluss der beobachteten Mutationen auf das Immunsystem zu untersuchen. Dafür werden wir die Neutralisierung dieser Viren durch rekonvaleszentes Serum testen und die CD8 T-Zellen dieser Patienten tiefer analysieren. Alle Methoden, die für dieses Vorhaben benötigt werden, wurden bereits etabliert.Die Analyse der Mikroevolution von SARS-CoV-2 in Langzeit-infizierten Patienten ermöglicht es, frühzeitig Varianten zu erkennen, die ein möglicherweise erhöhtes pandemisches Potential aufweisen. Dieser Studie wird zu einem tieferen Verständnis der Evolution von SARS-CoV-2 und dessen Adaptation an das Immunsystem beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Jonas Fuchs