Eine aktuelle Untersuchung hat gezeigt, dass Heparansulfat (HS) die erste Anheftung von SARS‑CoV‑2 an menschliche Zellen vermittelt, während das bislang angenommene Rezeptor‑Protein ACE2 erst nach diesem Schritt für die Genexpression des Virus benötigt wird. Die Ergebnisse basieren auf Messungen, die mit hochauflösender Lichtmikroskopie durchgeführt wurden.
Methodik
Forscher setzten fortschrittliche Lichtmikroskopie ein, um einzelne Virionen und deren Wechselwirkungen mit Zelloberflächenmolekülen sichtbar zu machen. Dabei wurden sowohl die Verteilung von HS als auch die Präsenz von ACE2 auf den untersuchten Zellen quantifiziert.
Ergebnisse zu Heparansulfat
Die Analyse ergab, dass SARS‑CoV‑2 nicht einzelne HS‑Moleküle bindet, sondern Cluster von etwa 6 bis 137 HS‑Molekülen, die 60 bis 410 nm über der Plasmamembran hervortreten. Solche HS‑Cluster kommen mit einer Dichte von etwa einem pro 6 µm² vor und fungieren als Docking‑Stationen für das Virus.
Rolle von ACE2
Die Daten verdeutlichen, dass ACE2 erst nach der HS‑vermittelten Anheftung aktiv wird und die nachfolgende Freisetzung des viralen Genoms ermöglicht. Ohne vorherige HS‑Bindung konnte kein signifikanter ACE2‑Mediierter Eintritt beobachtet werden.
Blockade‑Experiment
Ein weiteres Experiment zeigte, dass die klinisch eingesetzte HS‑bindende Substanz Pixantrone die Anheftung des SARS‑CoV‑2‑Omikron‑Subvariants JN.1 an menschliche Atemwegsepithelzellen stark reduzierte und damit die Infektion verhinderte.
Therapeutische Implikationen
Die Ergebnisse legen nahe, dass die Störung der HS‑Interaktion ein vielversprechender Ansatz zur Prävention von COVID‑19‑Infektionen sein könnte. Die Studie schlägt vor, HS‑Targeting‑Strategien als Ergänzung zu bestehenden Maßnahmen zu prüfen.
Breitere Bedeutung
Da HS nachweislich an der Anheftung zahlreicher anderer Viren beteiligt ist, könnte das identifizierte Eintrittsparadigma auch für die Entwicklung von Therapien gegen weitere virale Erkrankungen relevant sein.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von eLife, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.
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