Das Coronavirus ist immer einen Schritt voraus
Als die ersten Impfstoffe gegen das Coronavirus auf den Markt kamen, dachte man, endlich sichere Mittel dagegen zu haben. Aber das Virus ist den Impfstoffherstellern wegen seiner Mutationsbereitschaft immer einen Schritt voraus. Zufällige Veränderungen im Erbgut bringen dem Virus immer wieder Vorteile, etwa eine bessere Anpassung an Umweltbedingungen. Dies kann zu einer schnelleren Ausbreitung oder einem schnelleren Eindringen in die Wirtszelle führen. Seit 2020 beobachten Grazer Forschende gemeinsam mit dem acib und der Universität Graz Veränderungen im viralen Erbgut anhand der Sequenz der Coronavirus-Genome. Mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) wollen sie deren Relevanz und Gefährlichkeit einschätzen. Und zwar nicht nur über die aktuelle Situation, sondern auch über mögliche Mutationen – eine virale Wettervorhersage sozusagen.
Computermodell mit allen möglichen Virenvarianten
Die Wissenschaftler untersuchten zunächst den strukturellen Aufbau des Virus. Sie wollen verstehen, wie und wo sie sich verändert, oder abschätzen, welche Stämme sich in Zukunft verändern werden und welche das größte Potenzial haben, zu Epidemien zu werden. Aus den bekannten Datensätzen erstellten sie ein Computermodell, mit dem sie alle möglichen Varianten des Virus und die Interaktion mit der menschlichen Zelle testen können. Wie die Grazer Forscher erkannten und kürzlich im Fachblatt „Nature“ publizierten, steht im Fall von Covid-19 die Infektiosität in engem Zusammenhang mit der Bindung der Bindungsdomäne des CoV-2-Spike-Rezeptors und des humanen hACE2-Rezeptors. Aus den Wolken wird die Bindungsstärke dieser Proteine berechnet und so Aussagen über die Infektiosität getroffen, die wiederum ein wichtiger Indikator für die Infektiosität ist“, erklärt Gruber.
Abwassermonitoring 2.0
Gruber dachte schon einen Schritt weiter: „Beim Abwassermonitoring scannt man, welche Virenvarianten im Abwasser vorhanden sind. Aber was Sie mit unserer Technologie zum ersten Mal machen können, sind Schätzungen sogar für völlig neue, unbekannte Varianten, die noch entdeckt werden müssen. Verarbeitungseinrichtungen in ganz Österreich, die über die Überwachung von Covid-19 hinausgeht und die Überwachung aller übertragbaren Krankheiten ermöglicht. Auf diese Weise könnten schnell strengere lokale Maßnahmen ergriffen werden, um eine mögliche Ausbreitung zu verhindern.
