03.04.2020

Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht

Die ersten 21 SARS-CoV-2-Genome in Österreich wurden von Forscher/innen der ÖAW in Zusammenarbeit mit der MedUni Wien sequenziert. Insgesamt sollen 1.000 virale Genome von österreichischen Patient/innen analysiert werden, um die molekularen Grundlagen des Virus und der COVID-19-Pandemie besser zu verstehen. Diese SARS-CoV-2-Genome werden in globalen Datenbanken unmittelbar veröffentlicht und stellen einen wichtigen Beitrag für die internationale Forschung im Kampf gegen COVID-19 dar.

RNA-Probenvorbereitung am CeMM der ÖAW © CeMM

Die Krankheit COVID-19 wird vom Coronavirus SARS-CoV-2 ausgelöst und wurde am 12. März 2020 von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zur Pandemie erklärt. Es wird angenommen, dass der Virus im November 2019 in der chinesischen Provinz Hubei von Wildtieren auf Menschen übertragen wurde und sich von dort aus global verbreitet hat. Mehr als 180 Länder sind aktuell betroffen und COVID-19 hat bereits Zehntausende Todesfälle verursacht.

Evolution des Virus verstehen

Um die Evolution des Virus in der Bevölkerung zu verstehen, werden die Genome von zirkulierenden SARS-CoV-2 Viren in vielen Teilen der Welt sequenziert und in frei zugänglichen Datenbanken veröffentlicht. Bisher fehlten allerdings Virusgenome aus Österreich, was eine erhebliche Lücke in der Analyse der globalen Übertragungswege und der Evolution dieses Virus darstellte. Das Kooperationsprojekt „Mutationsdynamik von SARS-CoV-2“des CeMM - Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) unter der Leitung von Andreas Bergthaler und Christoph Bock hat nun erstmals SARS-CoV-2 Proben von Patient/innen aus Österreich mit innovativer Next Generation Sequencing-Technologie und komplexen Computeranalysen untersucht.

„Gemeinsam mit dem Zentrum für Virologie der Medizinischen Universität Wien haben wir eine Strategie entwickelt, um SARS-CoV-2-Genome rasch und effektiv zu sequenzieren. Unsere Analysen adressieren wichtige Themen, wie die Verfolgung von Infektionsketten, sowie ein besseres molekulares Verständnis der Entstehung von Virus-Mutationen und deren möglichen Einfluss auf den Verlauf der Pandemie und der akuten Atemwegserkrankung, die durch SARS-CoV-2 verursacht wird“, sagt Andreas Bergthaler, Projektkoordinator und Forschungsgruppenleiter am CeMM der ÖAW.

Sechs Mutationen identifiziert

Die Genom-Analysen der ersten SARS-CoV-2-Genome aus Österreich enthüllten durchschnittlich sechs Veränderungen im Vergleich zum Referenzgenom des Virus, das am 26. Dezember 2019 in Wuhan (China) isoliert wurde. Dies entspricht ähnlichen Beobachtungen, die in anderen Ländern gemacht wurden. Die identifizierten Mutationen führen zu Änderungen der viralen Eiweißstoffe und geben einen Einblick in Selektionsmechanismen und die laufende Evolution des Virus in der humanen Population. Weitere molekulare Untersuchungen werden Aufschluss über die Effekte dieser Mutationen auf den viralen Lebenszyklus und die Interaktionen mit dem Mensch und dessen Immunsystem geben. Darüber hinaus konzentrieren sich laufende genetische Analysen auf häufig mutierte Regionen im Virusgenom sowie die Diversität und die Verbreitung von SARS-CoV-2 in Österreich und anderen Ländern.

Das Projekt profitiert von bestehenden Forschungsprojekten am CeMM im Bereich der viralen Evolution, weshalb das Team beste Voraussetzungen und Kompetenzen für die Untersuchung des Mutationsverlaufs von SARS-CoV-2 mitbringt. Zur Unterstützung des Forschungsvorhabens hat der Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF) einen Projektantrag im Rahmen der WWTF COVID-19 Rapid Response Förder-Initiative mit 50.000 Euro bewilligt.

Erkenntnisse Open Access in internationalen Datenbanken

Der erste Meilenstein des Projekts wurde durch die heutige Veröffentlichung der 21 SARS-CoV-2-Genome in den frei zugänglichen Datenbanken GISAID und Nextstrain erreicht. Das Projekt umfasst ein interdisziplinäres Netzwerk mit zahlreichen nationalen Partnern, darunter Elisabeth Puchhammer-Stöckl und ihr Team vom Zentrum für Virologie der Medizinischen Universität Wien, außerdem die Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) und mehrere Universitäten aus ganz Österreich. In enger Zusammenarbeit mit diesen Partnern wird das Team am CeMM der ÖAW seine Anstrengungen fortsetzen, um die Sequenzierung und Analyse von 1.000 viralen Genomen zu ermöglichen.

„Die Genom-Information von 1.000 Coronavirus-Proben wird ein klares Bild der Virus-Evolution in Österreich liefern und vergleichende Analysen im globalen Kontext ermöglichen. Dadurch wird dieses Projekt die laufenden epidemiologischen und klinischen Untersuchungen unterstützen und wichtige Informationen für die Bekämpfung der COVID-19 Pandemie liefern“, sagt Christoph Bock, Leiter der Biomedical Sequencing Facility des CeMM und der MedUni Wien, sowie Forschungsgruppenleiter am ÖAW-Institut.

Die Sequenzierung und Veröffentlichung der ersten Genome von SARS-CoV-2 in Österreich ist ein wichtiger erster Erfolg in diesem interdisziplinären Projekt. Die Daten werden die Möglichkeit bieten, die Mutationswege und den Verlauf des Virus auf molekularer Ebene zu analysieren. Solche Erkenntnisse sind entscheidend, um zu verstehen, wie sich das Virus während der Übertragung von Mensch zu Mensch entwickelt. Sie sollen auch dazu beitragen, Therapieansätze zu entwickeln, sowie Impfreaktionen oder die Resistenz des Virus gegen zukünftige antivirale Medikamente zu bewerten.

 

AUF EINEN BLICK

Förderung:

Das Projekt wird durch eine COVID-19-Rapid Response-Förderung des Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF) sowie durch Sachleistungen des CeMM, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der Medizinischen Universität Wien und der jeweiligen Partner kofinanziert.

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