Virus-Grundlagen und Aufbau des Coronavirus

Viren sind winzige Krankheitserreger $22-330 Nanometer$, die auf Wirtszellen angewiesen sind, da sie keinen eigenen Stoffwechsel besitzen. Jedes Virus besteht grundsätzlich aus drei Teilen: dem Genom $Erbgut$, dem Kapsid $Proteinhülle$ und manchmal einer äußeren Lipid-Hülle.

SARS-CoV-2 ist ein Beta-Coronavirus mit einem einzelsträngigen RNA-Genom und einer kugelförmigen Form mit 125nm Durchmesser. Das Virus hat eine besonders bemerkenswerte Struktur mit charakteristischen Spike-Proteinen an seiner Oberfläche. Diese Spike-Proteine sind entscheidend, da sie sich an den ACE-2-Rezeptor menschlicher Zellen binden und so den Eintritt des Virus in die Zelle ermöglichen.

Was macht Corona mit dem Nervensystem? Das Virus kann nicht nur die Atemwege befallen, sondern in schweren Fällen auch andere Organsysteme, einschließlich des Nervensystems, beeinträchtigen - was ein Grund für die Dringlichkeit der Impfstoffentwicklung war.

💡 Die Besonderheit von SARS-CoV-2 liegt in seiner RNA-Polymerase, die lange Fortsätze besitzt, mit denen sie das ungewöhnlich lange Virusgenom effektiv kopieren kann - anders als bei anderen RNA-Viren.

Virusvermehrung und Krankheitsverlauf

Das Coronavirus vermehrt sich in vier wesentlichen Phasen. Zuerst bindet es sich mit seinen Spike-Proteinen an den ACE-2-Rezeptor menschlicher Zellen $Schlüssel-Schloss-Prinzip$. Anschließend verschmilzt es mit der Zellmembran und gibt sein RNA-Erbgut ins Zellinnere ab. Dort verwendet die Zelle die virale RNA als Bauplan, um neue Virusbestandteile zu produzieren. Schließlich werden die neuen Viren aus der Zelle freigesetzt.

Der Krankheitsverlauf bei COVID-19 ist sehr individuell und altersbezogen:

1. Infektion (meist als Tröpfcheninfektion über Mund oder Nase)
2. Symptomausbildung (häufig: Husten 52%, Fieber 42%, Schnupfen 22%)
3. Entscheidungsphase (leichter oder schwerer Verlauf)
4. Genesung oder in schweren Fällen Tod

Welche Auswirkungen hat COVID auf den Körper? Das Virus befällt besonders die Zellen mit Flimmerhärchen in der Lunge, die für die Reinigung der Atemwege wichtig sind. Werden diese Zellen zerstört, füllen sie sich mit Flüssigkeit und Fremdkörpern, was zur typischen Kurzatmigkeit führt. Bei schweren Verläufen kann dies zu einer gefährlichen Lungenentzündung führen.

Was passiert bei Long COVID im Körper? Neben den akuten Symptomen können auch Langzeitfolgen auftreten, wenn der Körper durch die Virusinfektion anhaltende Schäden davonträgt, besonders im Bereich der Lunge und anderer Organsysteme.

Bekämpfung des Coronavirus

Die Bekämpfung des Coronavirus erfolgt auf mehreren Ebenen. Zunächst durch das körpereigene Immunsystem, das versucht, Antikörper gegen das Virus zu bilden. Darüber hinaus spielen Testverfahren, Medikamente und Impfstoffe eine entscheidende Rolle.

Es gibt vier gängige Testverfahren:

• PCR-Test (weist das Viruserbgut nach)
• Real-Time-PCR (vereinfachte, schnellere Version)
• Antigentest (prüft auf Virusproteine)
• Antikörpertest (zeigt nach Infektion gebildete Antikörper)

Bei der medikamentösen Behandlung werden eingesetzt:

• Antivirale Medikamente (verhindern Virusvermehrung)
• Herz-Kreislauf-Medikamente (beugen Komplikationen vor)
• Mittel gegen Lungenkrankheiten (Sauerstoffversorgung)
• Immunmodulatoren (bei schwerem Lungenbefall)

Was machen Impfstoffe? Sie trainieren unser Immunsystem, indem sie ihm beibringen, das Virus zu erkennen und zu bekämpfen, bevor es schwere Schäden anrichten kann. Laut WHO soll ein wirksamer Impfstoff mindestens einen 50-prozentigen Schutz über sechs Monate bieten.

Die Zulassung eines Impfstoffs durchläuft normalerweise mehrere Phasen:

1. Screening-Phase (Analyse des Erregers)
2. Präklinische Entwicklung (Tests an Tieren)
3. Klinische Testung (Tests am Menschen)

Wegen der Pandemie wurde der Zulassungsprozess beschleunigt, ohne die Sicherheitsanforderungen zu senken.

Impfstofftypen gegen Corona

Was für Impfstofftypen gibt es? Im Kampf gegen COVID-19 wurden verschiedene Arten von Impfstoffen entwickelt:

Ganzzell-Impfstoffe $inaktivierte Virusimpfstoffe$ enthalten chemisch inaktivierte Viren, die keine Zellen mehr befallen können. Ihr Vorteil: Sie enthalten alle viralen Antigene. Nachteil: Sie könnten schädliche Komponenten enthalten. Das Beijing Institute of Biological Products entwickelte einen solchen Impfstoff gegen SARS-CoV-2.

Untereinheiten-Impfstoffe verwenden nur ausgewählte Antigene des Virus – bei SARS-CoV-2 meist das Spike-Protein. Vorteil: Keine schädlichen Viruskomponenten. Nachteil: Möglicherweise fehlen wichtige Antigene. Diese Impfstoffe zielen darauf ab, den ACE-2-Rezeptor zu blockieren und so das Eindringen des Virus zu verhindern.

Was ist der Unterschied zwischen mRNA-Impfstoff und viralem Vektor? Die wesentlichen Unterschiede liegen in der Methode, wie dem Körper die Bauanleitung für virale Proteine präsentiert wird:

mRNA-Impfstoffe $wie BioNTech/Pfizer$ enthalten eine Bauanleitung $mRNA$ für das Spike-Protein. Die Zellen produzieren vorübergehend dieses Protein, woraufhin das Immunsystem Antikörper bildet. Die mRNA verändert die DNA nicht, da sie nicht in den Zellkern eindringt und sich beim gesunden Menschen nicht in DNA umschreiben kann.

💡 Bei einem mRNA-Impfstoff wird deine DNA nicht verändert – die mRNA arbeitet außerhalb des Zellkerns und zerfällt nach kurzer Zeit, nachdem sie ihre Aufgabe erfüllt hat.

Vektorimpfstoffe und Virusmutationen

Was sind Vektorimpfstoffe? Diese genbasierten Impfstoffe wie AstraZeneca oder Johnson&Johnson nutzen harmlose Trägerviren $Vektoren$, meist Adenoviren. Diese wurden so verändert, dass sie nicht mehr vermehrungsfähig sind, aber den genetischen Bauplan für das Spike-Protein in die Zelle einschleusen können. Die Zelle stellt dann selbst das Spike-Protein her, gegen das der Körper Antikörper bildet.

Was ist der Unterschied zwischen mRNA und anderen Impfstoffen? Während beim mRNA-Impfstoff direkt die Bauanleitung (mRNA) gespritzt wird, benutzt der Vektorimpfstoff ein harmloses Virus als Transportmittel für diese Bauanleitung. Klassische Impfstoffe enthalten dagegen inaktivierte Viren oder Virusbestandteile.

Eine Besonderheit von Johnson&Johnson: Im Gegensatz zu den meisten anderen Impfstoffen reicht hier eine einzige Impfung für den Immunschutz aus.

Im Verlauf der Pandemie haben sich mehrere Virusmutationen entwickelt, darunter:

• Die britische Variante B1.1.7
• Die südafrikanische Variante B1.351
• Die brasilianische Variante B.1.1.248

Die Wirksamkeit der verschiedenen Impfstoffe gegen diese Mutationen ist unterschiedlich. Einige Impfstoffe bieten auch gegen Mutationen guten Schutz, andere müssen möglicherweise angepasst werden.

Was bewirkt der Corona-Impfstoff? Alle zugelassenen Impfstoffe haben das gemeinsame Ziel, unser Immunsystem so zu trainieren, dass es die Spike-Proteine des Virus erkennt und bekämpfen kann, bevor das Virus in unsere Zellen eindringen und sich vermehren kann. Dies verhindert schwere Krankheitsverläufe und trägt zur Herdenimmunität bei.