Ein Zelloberflächenzucker steuert den Eintritt von Coronaviren

Forschende nutzten hochauflösende Lichtmikroskopie, um einzelne Viruspartikel und Oberflächenrezeptoren direkt abzubilden. Dabei stellte sich heraus, dass das Virus nicht damit beginnt, ACE2 zu binden. Stattdessen heftet es sich zunächst an Heparansulfat-Cluster an – Ketten aus Zuckermolekülen, die von der Zelloberfläche nach außen ragen.

Erst nach diesem ersten Andockvorgang übernimmt ACE2 seine Rolle und ermöglicht es dem viralen Erbgut, ins Zellinnere einzudringen. Die Studie, veröffentlicht in eLife, revidiert das bisherige Modell davon, wie SARS-CoV-2 in Zellen eindringt.

Cluster als Andockstationen

Heparansulfat-Cluster bestehen aus Gruppen von etwa sechs bis einhundertsiebenunddreißig Molekülen, die zwischen sechzig und vierhundert Nanometer über die Plasmamembran hinausragen. Pro sechs Quadratmikrometer Zelloberfläche existiert im Schnitt nur etwa ein solcher Cluster. Das Virus sucht diese Cluster gezielt als ersten Angriffspunkt auf, bevor es in einem nachgelagerten Schritt ACE2 nutzt.

Dieser Mechanismus ist nicht auf SARS-CoV-2 beschränkt. Es ist bekannt, dass Heparansulfat mit vielen anderen Viren interagiert, wurde jedoch traditionell eher als schwacher Hilfsrezeptor denn als primärer Vermittler der Anheftung betrachtet. Die neuen Befunde legen nahe, dass es eine zentralere Rolle spielt als bisher angenommen.

Therapeutische Implikationen

Die Forschenden testeten Pixantron, ein klinisch zugelassenes Medikament, das Heparansulfat bindet und virale Andockstellen blockiert. In Laborexperimenten mit menschlichen Atemwegszellen und der Omikron-Subvariante JN.1 hemmte es die Infektion deutlich. Es handelt sich dabei um Laborbefunde; ob Pixantron als Behandlung bei Menschen mit COVID-19 wirksam ist, wurde noch nicht belegt. Aus einer Alterungsperspektive ist der Mechanismus von breiterem Interesse, da sich die Heparansulfat-Muster auf Zelloberflächen mit dem Alter verändern und damit möglicherweise beeinflussen, wie Zellen auf virale Herausforderungen reagieren.

Den Originalartikel lesen