Mutationsanalysen

Projektbeschreibung

Kurzzusammenfassung Kleinprojekt Mutationsanalysen Mutationen als Anpassung an den Wirt und geänderte Umweltbedingungen sind ein typischer Prozess in der Wirt-Virus-Beziehung. Verstärkt und beschleunigt werden die genomischen Veränderungen im Virus durch erhöhten Selektionsdruck. Dieser Druck erfolgt derzeit auf SARS-CoV-2 durch die auftretende Immunität der Bevölkerung durch Wildvirusinfektion bzw. Impfung. Die häufigsten bisher eingesetzten Vakzine verwenden ausschließlich das virale Spike Protein (inklusiver RBD) als Target zur Stimulation der körpereigenen Immunantwort, ebenso wie eine Vielzahl therapeutisch eingesetzter Antikörper (Brouwer et al., 2020; Cao et al., 2020; Ju et al., 2020; Liu et al., 2020; Rogers et al., 2020; Seydoux et al., 2020; Wec et al., 2020; Wu et al., 2020; Zost et al., 2020a,2020b). Es ist davon auszugehen, dass SARS-CoV-2 auf den gesteigerten Selektionsdruck auf durch Wildvirusinfektion oder Impfung erworbene Antikörper mit Immune Escape Mutationen antworten wird. Eine davon, die Mutation E484K, ist bereits bekannt und im Untersuchungsgebiet Osttirol ebenfalls schon seit März mehrfach nachgewiesen worden. Ob und welche Immune Escape Mutationen SARS-CoV-2 in den nächsten Monaten evolvieren wird, wäre von größtem Interesse für die Surveillance. So könnte man im Screening gezielt danach suchen und schnellstmöglich isolieren, um Ausbreitungen im Keim zu ersticken. Es gibt einige wenige Arbeiten hierzu, die auf unterschiedlichen Wegen versucht haben, mögliche Immune Escape Mutationen und spezifische Antworten auf Antikörper-induzierten Selektionsdruck zusammenzufassen. Beispielsweise gibt es IT-gestützte Modellierungen und in vitro – Modelle (Allison et al., 2020) mit rekombinanten Spike-Proteinen (Weisblum et al., 2020). Diese Studien geben sehr gute richtungsweisende Landkarten möglicher Mutationen und liefern mit ihren Mutational Mappings gute Grundlagen für die weitere Forschung. Jedoch werden die Resultate aus rein künstlichem Milieu oder überwiegend digital geliefert, was die tatsächliche Situation nur unzureichend widerspiegelt und geben mögliche Mutationen als Antworten auf monoklonale Antikörper wieder, während es sich bei realen Infektionen immer um polyklonale Seren handelt, denen das Virus ausgesetzt ist. Wir wollen untersuchen, wie SARS-CoV-2 in einer möglichst naturnahen Situation (in Zellkultur) auf andauernden Selektionsdruck durch polyklonale humane Seren reagiert, die ihre Antikörper-Antwort durch Wildvirusinfektion oder verschiedene einmalige oder mehrmalige Impfungen erhalten haben. Das vorliegende Projekt will untersuchen, wie SARS-CoV-2 in vitro auf erhöhten Selektionsdruck durch polyklonale Seren aus a) Wildvirusinfektion, b) Teilimmunisierung nach Erstimpfung mit ChadOx1 NCoV-19 (AZD1222) Vakzine bzw. Pfizer/BionTech COVID-19 Vakzine und c) nach Vollimmunisierung mit ChadOx1 NCoV-19 (AZD1222) Vakzine bzw. Pfizer/BionTech COVID-19 Vakzine. Das Labor Dr. Gernot Walder hat einen Biosafety Level 3 – Bereich und Fachpersonal mit langjähriger Erfahrung in der Anzucht von Risiko-Erregern. Weiters verfügt das Labor über die notwendige technische Ausrüstung für Next Generation Sequencing (Ion Torrent) von SARS-CoV-2 sowie die dafür nötigen personellen Ressourcen.