1/ Viele Diskussionen um #SARSCoV2 / #COVID19 sind recht abstrakt und drehen sich v.a. um Infektionsrouten und die Epidemiologie. Außerdem immer wieder die Frage „Könnt ihr das #Coronavirus überhaupt nachweisen, oder nur ‘Genschnipsel‘ mit der ‘Drosten-PCR’?“ Hier ein paar Infos! 
2/ Das #Coronavirus wurde unzählige mal aus Patienten isoliert, u.a. vom Team um @c_drosten („BavPat1/2020“, aus einem der ersten Patienten in Bayern isoliert). Etliche Isolate kann man (mit entspr. Genehmigung) z.B. beim European Virus Archive bestellen european-virus-archive.com/evag-portal/vi…
3/ Die Genome dieser isolierten und im Labor angezüchteten Viren wurden sequenziert, ebenso wie tausende Proben aus Patienten rund um den Globus: nextstrain.org/ncov/global. Durch #Sequenzierung ist ganz eindeutig nachzuweisen, welches Virus vorliegt. Übrigens…4/
4/ … ist es nach wie vor wenig bekannt, dass diagnostische Labors häufig Patientenproben (also Abstrichmaterial) auch per Sequenzierung analysieren, um sich nicht nur auf die PCR zu verlassen– gerade, wenn die PCR uneindeutig ist und/oder der Patient in einem schlechtem Zustand!
5/ Zurück zu den aus Patienten isolierten Viren. Entnahm man einem #Patienten also eine Probe (normaler #Abstrich), kann man damit Lungenzellen in der Petrischale („#Zellkultur") behandeln. Wenn infektiöses Virus enthalten war, infiziert es nun die Zellen und vermehrt sich.
6/ Viren sind extrem klein (noch 10-100x kleiner als Kolibakterien!)– wie weiß man also, ob sich das Virus vermehrt? Hierzu gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, die auch zur gegenseitigen Bestätigung verwendet werden. Und jetzt wird es spannend!
7/ Selbst ohne aufwändige Technik, wie PCR oder Elektronenmikroskopie, ist die Virusvermehrung völlig eindeutig und für jeden zu erkennen: #SARSCoV2 ist extrem aggressiv und tötet infizierte Zellen im Laufe seiner Vermehrung rasant ab! Je mehr Virus im Inokulum, desto rasanter.
8/ Auf den Bildern sind Lungenzellen zu sehen (A549-ACE2), die mit SARS-CoV2 infiziert wurden, so dass grob jede 10te Zelle infiziert wurde (erste beiden Bilder): nach 1,5 Tagen sind die meisten Zellen tot! Verwendet man 10mal mehr Virus, reicht bereits ca. ein halber Tag!
9/ Diese extreme Vermehrung findet sich auch mit anderen Nachweismethoden. Per RT-PCR kann die Menge an Virusgenomen in den Zellen gemessen / „gezählt" werden. Anfangs (2h) misst man das zugefügte Inokulum, aber schon 2 weitere Std. später hat sich die Anzahl verhundertfacht!
10/ Bei obigem Schaubild zur #PCR bitte beachten: das ist eine logarithmische Y-Achse, die Vermehrung verläuft (anfangs) #exponentiell, also EXTREM schnell! Ganz ähnlich sieht es aus, wenn man die Menge an Viren misst, die von diesen Zellen nun gebildet und ausgeschieden werden:
11/ Diese neugebildeten Viren kann man freilich abermals auf Lungenzellen geben und bestätigen, dass es sich um „lebensfähige“ Viren handelt: auch diese Zellen sterben ab! Durch Verdünnung der Viren und Zählen der „Löcher“ in der Zellschicht kann man die Anzahl bestimmen (s.o.).
12/ Diese drei Nachweise zeigen alle: #SARSCoV2 ist extrem schnell und aggressiv, auch im Vergleich zu anderen Viren, mit denen wir arbeiten. Wenn es sich in der Lunge auch nur ansatzweise ähnlich verhält (und das tut es wohl), möchte man es lieber nicht abbekommen! Darum…
13/ … und weil wir noch keine gute Behandlungsmöglichkeiten haben, arbeiten wir ausschließlich im #Hochsicherheitslabor der Stufe 3 (4 wäre die höchste, z.B. bei Ebola). Das macht keinen Spaß, auch wenn @VladimirMagalh auf dem Bild recht fröhlich wirkt! 😅 Aber es macht Sinn!
14/ Kann man das #Coronavirus auch sehen? Seeing is believing… Ja, man kann! Mit viel Aufwand! Die so im Labor angezüchteten Viren kann man nun mit einem teuren #Elektronenmikroskop auch sichtbar machen (nicht in meiner Arbeitsgruppe 😅). Das macht hier in #Heidelberg z.B. …
15/ … die Gruppe von Prof. #Bartenschlager @UniHeidelberg zusammen mit @BriggsGroup @embl. Auf den Bildern sieht man schön die runde Virushülle, im Inneren das RNA-Genom („Knubbel“), und außen das berüchtigte Spike-Protein („Stacheln“), mit dem das Virus in die Zelle eindringt.
16/ Durch Aufnahme der #Viruspartikel aus vielen verschiedenen Winkeln und viel Computerpower, kann man hieraus sogar detaillierte 3D-Ansichten erstellen, die Details bis fast auf die Einzelatom-Ebene liefern! Sogar in das Virus hinein kann man schauen und sehen…
17/ wie effizient das im Verhältnis zum Viruspartikel extrem lange RNA-Genom verpackt wird, ohne dass sich der Strang verknoten könnte und damit nicht mehr nutzbar wäre. Diese Arbeit entstand nicht in Heidelberg sondern im Labor von @drlisai
https://twitter.com/drlisai/status/1305562433084207104?s=21
18/ So, ich hoffe, das war für den ein oder anderen mal eine interessante Zusammenfassung zu der „echten“ #Virologie des neuen #Coronavirus #SARSCoV2 mit einem kleinen Einblick hinter die Kulissen der Laborforschung. Gerne RT und bitte die Quellen in den Kommentaren beachten!
19/ Jetzt noch ein paar Tags für Beteiligte an unserer beschriebenen Coronaforschung: #fightCOVID @DKFZ @uniklinik_hd @DZIF_ @helmholtz_de @VladimirMagalh (extra großes DANKESCHÖN!) @mirkocortese @viralcell @beraticerikan Danke für diese spannende Zeit und die Unterstützung!
Diese Bilder entstanden in unserem Labor, gemacht vom niemals müden @VladimirMagalh! Bitte noch beachten: das sind nicht mal sehr gute Zellen für SARS-CoV2 und erlauben nur mäßige Ausbreitung des Virus durch die Zellkultur! A549-ACE2/TMPRS2 oder gar Calu-3 sind noch schneller!
Dieses Schaubild basiert auf den Daten aus unserer noch nicht begutachteten Studie zusammen mit Ralf #Bartenschlager, @viralcell, @mirkocortese und @beraticerikan: biorxiv.org/content/10.110…
Auch dieser Graph basiert auf biorxiv.org/content/10.110…
Dieses Bild bitte nicht für eigene Zwecke verwenden, © @VladimirMagalh !
Diese Bilder stammen aus der Studie: nature.com/articles/s4158…
Auch diese Bilder stammen aus der Studie: nature.com/articles/s4158…
Der Link zur Studie, aus der das Bild entnommen wurde: sciencedirect.com/science/articl…
Ach ja, könnte ich auch erwähnen: @VladimirMagalh wurde von Melanie @BrinkmannLab ausgebildet! Vielen Dank, Melanie, gute Arbeit! 🙏🏻
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