Warum besitzen manche Menschen eine natürliche Widerstandskraft gegen das Coronavirus?

Die gegen das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 gerichtete erworbene Immunität zu verstehen, ist ein wichtiger Schritt bei der Impfstoffentwicklung.

T-Zellen stehen im Zentrum der erworbenen Immunität. Deren Verständnis hat uns bei der Impfstoffentwicklung geleitet und auch dabei geholfen, zu erklären, warum manche Menschen eine stärkere Immunantwort auf dieses Virus zeigen.

Wir haben für Sie diese durch die vorhandenen Forschungsergebnisse und das Auftreten neuer Varianten aktualisierten Untersuchungen zur T-Zell-Antwort zusammengestellt.

Wir stellen 3 bemerkenswerte Studien zu diesem Thema vor:

Was sind T-Zellen? Warum sind sie bei Covid-19 wichtig?

T-Zellen gehören zu den Zellen des erworbenen Immunsystems unseres Körpers. Sie werden in zwei verschiedene Zelltypen unterteilt: zytotoxische T-Zellen (CD8+) und T-Helferzellen (CD4+). Diese Zellen erfüllen ihre Funktionen, indem sie Antigene erkennen, die über MHC-Proteine präsentiert werden.

In einer Studie wurden bei einem Menschen, der COVID-19 überstanden hatte, mithilfe von für SARS-CoV-2 spezifischen Antigenen wiederum für dieses Virus spezifische T-Zellen gewonnen. CD4+-T-Zellen reagieren auf das Spike-Protein des Virus, das Hauptprotein, auf das Impfstoffe abzielen. CD4+-T-Zellen reagieren außerdem auf Proteine wie nsp3, nsp4, ORF3a und ORF8, während die Ziele von CD8+-T-Zellen das Spike- und das M-Protein des Virus sind.

Diese Studie weist auf einen weiteren besonders wichtigen Punkt hin. Bei Menschen, die SARS-CoV-2 zuvor nicht ausgesetzt waren, zeigten Immunitätstests eine CD4+-T-Zell-Antwort auf Spike-Proteine zwischen 40% und 60%. Die Forscher vermuten, dass dies auf die Ähnlichkeit von SARS-CoV-2 mit anderen, Erkältungen verursachenden Coronaviren zurückzuführen sein könnte.

Eine weitere Studie aus Ecuador

Eine weitere Studie aus Ecuador zeigt die bereits vorhandene Immunität gegen SARS-CoV-2 und Unterschiede der Immunantwort auf individueller und gesellschaftlicher Ebene. In dieser Studie wurde mit dem schnellen und kostengünstigen Interferon-Gamma-Freisetzungstest (IGRA) die T-Zell-Immunantwort bei Menschen gemessen, die die Erkrankung überstanden hatten, sowie bei Menschen, die ihr nie ausgesetzt gewesen waren. Bevor wir zu den Ergebnissen kommen, erläutern wir, was ein Interferon-Gamma-Freisetzungstest ist.

Der Interferon-Gamma-Freisetzungstest (IGRA) beruht darauf, dass T-Lymphozyten bei Kontakt mit bestimmten Antigenen ein Zytokin namens Interferon Gamma (IFN-γ) freisetzen. Dieser vor allem zur Tuberkulosediagnostik eingesetzte Test wird auch für SARS-CoV-2 verwendet. Damit vorhandene IFN-γ-Spiegel bei Menschen, die die Erkrankung gerade überstanden hatten, die Forschung nicht verfälschen, wurde der Versuch etwa 3 Monate nach ihrer Genesung durchgeführt.

Für den Versuch wurde jedem Teilnehmer eine Blutprobe entnommen. Den Proben wurden stimulierende Substanzen wie das Spike-Protein von SARS-CoV-2 zugesetzt; anschließend wartete man 24 Stunden. Danach wurde die IFN-γ-Produktion beurteilt. Bei Patienten, die Covid-19 bereits überstanden hatten, betrug die IFN-γ-Produktion 80%, bei zuvor nicht exponierten Menschen dagegen 44%.

Hier ist ein Punkt hervorzuheben: Da die Untersuchung an einer kleinen Gruppe durchgeführt wurde, lässt sich nicht sagen, dass sie die gesamte Bevölkerung widerspiegelt.

Zusammenfassend zeigen diese beiden Studien, dass fast die Hälfte der Menschen in der Bevölkerung zumindest teilweise eine erworbene Immunität gegen SARS-CoV-2 besitzt, wahrscheinlich aufgrund zuvor durchgemachter Infektionen mit anderen Coronaviren.

Warum verläuft eine SARS-CoV-2-Infektion bei Kindern milder?

Nach den Ergebnissen einer aus Australien berichteten Studie besteht der Hauptgrund darin, dass die angeborene Immunantwort gegen SARS-CoV-2 bei Kindern (Typ-1-IFN und Typ-3-IFN) stärker ist als bei Erwachsenen. 

In dieser Studie war die Expression der Proteine ACE-2 und TMPRSS-2 in den nasalen Epithelzellen von Erwachsenen und Kindern ähnlich. 

Nach den Ergebnissen dieser auf bioRvix veröffentlichten Studie wurde in nasalen Epithelzellen von Kindern und Erwachsenen eine ähnliche Expression von ACE-2 und TMPRSS-2 festgestellt. Bei Kindern wurde jedoch im Vergleich zu Erwachsenen eine stärkere interferonvermittelte angeborene Immunantwort und eine geringere infektiöse Virusreplikation in den nasalen Epithelzellen nachgewiesen.

Wie wirken sich die Varianten auf die Immunität aus?

Um dies besser zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, wie ein Virus in eine Zelle eindringt.

Viren binden mit den auf ihrer Oberfläche befindlichen Spike-Proteinen an die Zellen, die sie infizieren, und gelangen in diese hinein. Auch SARS-CoV-2 gelangt über das Spike-Protein, die ACE2-Rezeptoren in unserem Körper und mit Unterstützung des Enzyms TMPRSS2 in die Zelle. Ein Grund für die sehr zerstörerischen Auswirkungen auf unsere Lunge besteht darin, dass in ihrem Gewebe besonders viele ACE2-Rezeptoren vorhanden sind.

Mutationen verursachen die Entstehung von Virusvarianten (siehe Was ist die neue Variante beziehungsweise Mutation des Coronavirus?). Mutationen können jedes Protein des Virus betreffen. Sie können also sowohl im Spike-Protein, mit dem das Virus an Zellen bindet, als auch in anderen Proteinen auftreten.

Wir haben erwähnt, dass T-Zellen die Immunität überwiegend über diese Spike-Proteine vermitteln. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass auch mRNA-Impfstoffe wie die von Moderna und Pfizer/BioNTech auf das Spike-Protein des Virus abzielen. Daher können wir sagen, dass eine Mutation in einem anderen Protein als dem Spike-Protein die Immunität nicht beeinflusst. Was aber, wenn das Spike-Protein mutiert?

Dann stehen wir vor 2 Möglichkeiten:

1. In einem Szenario verändert die Mutation im Spike-Protein dessen Beziehung zu dem Rezeptor, über den das Virus an Zellen bindet. In diesem Fall müssen wir uns keine Sorgen machen, denn das Virus hat sich selbst unwirksam gemacht.
2. Das andere Szenario ist eine Mutation, die sowohl die Beziehung des Virus zum Rezeptor bewahrt als auch die Umgehung des Immunsystems ermöglicht. Dies sind gefährliche Mutationen.

Zu welchen dieser Mutationen gehören die vorhandenen Varianten? In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden die T-Zell-Antworten gegen die Virusvarianten B.1.1.7, B1.351, P.1 und CAL.20C untersucht. Laut den als Preprint veröffentlichten Ergebnissen war die T-Zell-Antwort bei Patienten nach überstandener SARS-CoV-2-Infektion und bei geimpften Menschen nicht von den in diesen Varianten vorhandenen Mutationen betroffen.

In einem am 9. März in Nature veröffentlichten Artikel wurde jedoch eine weitere besorgniserregende SARS-CoV-2-Variante aus Südafrika beschrieben. Diese neue Variante mit drei kritischen Mutationen in ihrer Rezeptorbindungsregion (K417N, E484K, N501Y) gilt als wahrscheinlich ansteckender und erfolgreicher bei der Umgehung der Immunantwort, beispielsweise neutralisierender Antikörper.

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