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SARS-CoV-2 bei Tieren Katzen als Corona-Herde?

Redakteur: Christian Lüttmann

Eine Fledermaus war vermutlich der erste Träger des Coronavirus, ehe es auf den Menschen überging. Doch welche Tierarten sind besonders empfänglich für SARS-CoV-2 – und damit potenzielle Verbreiter des Virus? Um dies zu testen, haben Forscher der Uni Bern eine In-vitro-Zelldatenbank aufgebaut. Zwei der untersuchten Tierarten zeigten eine hohe Anfälligkeit für die Coronaviren…

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Wie leicht können sich Katzen und andere Tierarten mit SARS-CoV-2 anstecken? Dies untersuchen Forscher aus Bern mit Zellkulturmodellen. (Symbolbild)
Wie leicht können sich Katzen und andere Tierarten mit SARS-CoV-2 anstecken? Dies untersuchen Forscher aus Bern mit Zellkulturmodellen. (Symbolbild)
(Bild: gemeinfrei, Mikhail Vasilyev / Unsplash)

Bern/Schweiz – Seit Beginn der Corona-Pandemie gibt es Meldungen, dass SARS-CoV-2-Übertragungen vom Menschen auf Tiere stattgefunden haben, wie etwa von Tierpflegern auf Tiger und Löwen im Bronx Zoo in New York. Bis heute ist jedoch nicht bekannt, welche Tierarten für eine SARS-CoV-2-Infektion besonders empfänglich sind.

Dies ließe sich herausfinden, indem eine Vielzahl von Tierarten experimentell mit SARS-CoV-2 infiziert würde, um zu sehen, ob sie dafür anfällig sind. Forscher der Universität Bern wählten allerdings einen tierfreundlicheren Ansatz, um diese Frage zu beantworten.

Forscher bauen einen „In vitro“-Zoo

Die Wissenschaftler nutzten ihr Wissen über die Anfertigung von In-vitro-Zellkulturmodellen menschlicher Atemwege. Darauf aufbauend erstellten sie eine umfangreiche Sammlung ähnlicher Modelle von verschiedenen Haus- und Wildtieren. Dazu isolierte das Team Atemwegs-Epithelzellen (AEC) aus den Lungen und Bronchien von verstorbenen Tieren und sammelten sie in einer Zell-Biobank. Dank dieser spezifischen AEC-Kulturmodelle war es den Forschern möglich zu prüfen, ob die entsprechenden Tiere mit SARS-CoV-2 infiziert werden können.

Mit dem Zellkultur-Verfahren waren keine Tierversuche nötig. Die Zellen wurden einfach verstorbenen Tieren entnommen und in einer Petrischale kultiviert und vermehrt. Bislang enthält die Biobank Zellkulturen von zwölf verschiedenen Tierarten:

  • Rhesusaffe,
  • Katze,
  • Frettchen,
  • Hund,
  • Kaninchen,
  • Schwein,
  • Rind,
  • Ziege,
  • Lama,
  • Kamel
  • und zwei Fledermausarten aus Mittel- und Südamerika.

„Unsere Sammlung ist einzigartig, und bisher sind wir die ersten, die eine so große Biobank neuartiger In-vitro-Zellkulturmodelle von verschiedenen domestizierten und wildlebenden Tierarten verwendet haben, um ihre Anfälligkeit für eine SARS-CoV-2-Infektion zu untersuchen“, sagt Ronald Dijkman vom Institut für Infektionskrankheiten (IFIK) der Uni Bern.

Zwei Tierarten sind besonders empfänglich für SARS-CoV-2

Die In-vitro-Ergebnisse stimmten größtenteils mit zuvor veröffentlichten Studien überein, bei denen Tierversuche verwendet wurden, um die Anfälligkeit verschiedener Tiere für eine SARS-CoV-2-Infektion zu beurteilen. Mittels Sequenzierung des gesamten Genoms des Virus stellten die Forscher zudem fest, dass sich SARS-CoV-2 in den In-vitro-Modellen von Rhesusaffen und Katzen effizient vermehrte, ohne dass sich das Virus anpassen musste. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass bestimmte Affen- und Katzenarten besonders anfällig für eine SARS-CoV-2-Infektion sein könnten. „Unsere Ergebnisse – zusammen mit zuvor dokumentierten Übertragungen zwischen Mensch und Tier – zeigen, dass eine genaue Überwachung dieser Tiere und anderer naher Verwandter notwendig ist, egal ob bei Wild- Nutz- oder Haustieren“, sagt Dijkman.

Mit SARS-CoV-2 infizierte Atemwegs-Epithelzell (AEC)-Kulturen von diversen Säugetieren. Nur die AEC-Kulturen von Rhesusaffen und Katzen weisen SARS-CoV-2 infizierte Zellen auf (grün).
Mit SARS-CoV-2 infizierte Atemwegs-Epithelzell (AEC)-Kulturen von diversen Säugetieren. Nur die AEC-Kulturen von Rhesusaffen und Katzen weisen SARS-CoV-2 infizierte Zellen auf (grün).
(Bild: IFIK / UniBE)

Die Erkenntnisse können von den zuständigen Behörden für die SARS-CoV-2-Überwachung an der Schnittstelle zwischen Mensch und Tier genutzt werden. Insbesondere können sie dazu dienen, Überwachungsprogramme zur Früherkennung einzurichten und anzupassen, um Tiere zu überwachen, die potenzielle „Spillback-Reservoirs“ für SARS-CoV-2 sind. „Dadurch können wir verhindern, dass sich in Tieren neue SARS-CoV-2-Varianten entwickeln, die wieder auf den Menschen überspringen, und gegen die aktuelle Impfstoffe möglicherweise keinen Schutz bieten“, erklärt der Virologe.

Erkenntnisse ohne Tierversuche

Großaufnahme von AEC-Kulturen von Rhesusaffen mit von SARS-CoV-2 infizierten Zellen (grün).
Großaufnahme von AEC-Kulturen von Rhesusaffen mit von SARS-CoV-2 infizierten Zellen (grün).
(Bild: IFIK / UniBE)

Die Ergebnisse zeigen auch, dass sich fortschrittliche In-vitro-Modelle von Zellen aus den Atemwegen verschiedener Säugetiere als alternative Methode eignen, um das Wirtsspektrum von SARS-CoV-2 zu untersuchen – anders als In-vivo-Versuche, die mehrere Einschränkungen aufweisen. „Unsere Studie zeigt, dass es viel Potenzial gibt, um Tierversuche in naher Zukunft zu ersetzen, zu reduzieren und zu verfeinern. Ich hoffe, dass unsere Ergebnisse bei grundlegenden Forschungsfragen Forschende, pharmazeutische Unternehmen und Arzneimittelbehörden davon überzeugen werden, innovative und biologisch relevante In-vitro-Modelle zu verwenden, bevor sie Tierversuche durchführen“, sagt Dijkman.

Originalpublikation: Gultom, M., Licheri, M., Laloli, L., Wider, M., Strässle, M., V’kovski, P., et al., & Dijkman, R: Susceptibility of Well-Differentiated Airway Epithelial Cell Cultures from Domestic and Wild Animals to Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2, Emerging Infectious Diseases, Volume 27, Number 7—July 2021; DOI: 10.3201/eid2707.204660

(ID:47527327)