Forschern der Virologie und Veterinärbakteriologie der Universität Bern ist es gelungen, das neue Coronavirus „SARS-CoV-2“ zu klonen. Die Wissenschaftler konnten im Hochsicherheitslabor des Instituts für Virologie und Immunologie (IVI) des Bundesamts für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen BLV und an der Vetsuisse-Fakultät der Universität Bern das Coronavirus aus synthetischer DNA (Desoxyribonukleinsäure) rekonstruieren. Mit Hilfe dieser Klone können nun weltweit Corona-Proben getestet werden, um Medikamente gegen die Viruskrankheit zu finden, und auch Impfstoffe zu entwickeln.
So wurde das Virus geklont
Viren seien wie Parasiten auf eine Wirtszelle angewiesen, um sich zu reproduzieren, erklären die Wissenschaftler. Die Viren dringen in Körperzellen ein und programmieren diese so um, dass sie neue Viren herstellen, die dann beispielsweise durch Tröpfcheninfektion weiterverbreitet werden. Die Wissenschaftler in Bern haben nun Stücke des Erbguts des Coronavirus aus synthetischer DNA hergestellt. Diese wurden dann in Hefezellen eingeschleust und mittels der sogenannten transformations-assoziierten Rekombination (TAR) wieder zusammengesetzt.
Daraus entstand ein künstliches Hefe-Chromosom, auf dem die Erbinformationen des Virus gespeichert waren. Im nächsten Schritt wurde in vitro – ohne Hefe-Zellen – mittels der sogenannten T7-RNA-Polymerase infektiöse RNA erzeugt. Diese wurde in tierische Zellen eingeschleust, in denen sich dann neue, synthetische Coronaviren vermehrten: Die Klone. Und das alles in Rekordzeit. „Wir haben das Virus innerhalb von nur einer Woche nachgebaut“, betont Prof. Volker Thiel vom Institut für Virologie und Immunologie (IVI).
Erste Bewährungsprobe bestanden
Das System aus Hefezellen wurde in Bern entwickelt und habe sich nun erstmals in einer Epidemie bewährt berichten die Wissenschaftler. „Wir haben dieses System so optimiert, dass wir Coronaviren und andere Viren schnell klonen können“, erläutert Prof. Jörg Jores vom Institut für Veterinärbakteriologie der Universität Bern. Diese Methode ermögliche eine schnelle Reaktion auf neuartige und sich rasch ausbreitende Viren und deren Eigenschaften in Echtzeit – also noch während eines Ausbruchs.
Die definitiven Ergebnisse der Studie wurden im Journal Nature publiziert, nachdem die provisorischen Ergebnisse bereits auf einem sogenannten „Preprint-Server“ der wissenschaftlichen Diskussion zur Verfügung gestellt worden waren. Die in Bern geklonten synthetischen Viren hätten die Diagnostik von Patientenproben und die Entwicklung von neuen Wirkstoffen einen großen Schritt weitergebracht, heißt es in Bern. Insbesondere, da Viren schwierig zu klonen seien, da sie winziger seien als die kleinsten Bakterien und extrem wandelbar. „Unser Modell-System mit Hefezellen zeigt, dass es bestens geeignet ist, um Corona- und andere Viren zu rekonstruieren“, führt Volker Thiel aus.
Die von den Schweizer Forschern entwickelte Methode eignet sich künftig auch für die Bekämpfung anderer hochinfektiöser Viren und die Wissenschaftler erhalten bereits zahlreiche Anfragen von Firmen und anderen Forschern, um im Hochsicherheitslabor mögliche Wirkstoffe gegen das Coronavirus „SARS-CoV-2“ zu testen.