Neue Analysen deuten darauf hin, dass der dramatische Rückgang der Todesfälle durch COVID-19 zwischen 2022 und 2023 auf einen abrupten Phasenübergang in der Molekülstruktur des Spike-Proteins des Virus zurückzuführen sein könnte.
Im Winter 2020/2021 gab es in den USA 250.000 Todesfälle durch COVID-19. Im darauffolgenden Jahr stieg diese Zahl um ein Drittel auf 330.000. Doch von August 2022 bis März 2023 sank die Zahl der Todesfälle im Zusammenhang mit COVID-19 auf nur noch 80.000, was die COVID-Pandemie abrupt beendete. Dieser dramatische Rückgang konnte nicht allein auf Impfstoffe zurückgeführt werden, die bereits seit Frühjahr 2021 allgemein verfügbar waren.
In einer neuen, in EPJ B veröffentlichten Studie legen Marcelo Moret von CIMATEC in Brasilien und James Phillips von der Rutgers University in New Jersey nahe, dass ein Phasenübergang in der Molekülstruktur des COVID-19-Spike-Proteins das Virus weniger wahrscheinlich schwere Infektionen verursachen ließ. Ihre Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse darüber, wie die Pandemie so schnell endete, und könnten uns helfen, uns auf zukünftige Pandemien vorzubereiten.
Das Spike-Protein ragt aus der Oberfläche von Viren wie COVID-19 heraus und erleichtert das Eindringen in Wirtszellen, indem es an spezifische Rezeptoren auf Zellmembranen bindet. Wenn das Virus mutiert, können sich diese Proteine schnell verändern: Dadurch verbessert sich die Fähigkeit des Virus, an Rezeptoren zu binden, in manchen Fällen wird es aber auch weniger tödlich.
In ihrer Studie untersuchten Moret und Phillips den Zusammenhang zwischen Mutationen und Sterberaten. Sie entdeckten, dass ein Phasenübergang in der Molekülstruktur des Spike-Proteins – vergleichbar mit Übergängen zwischen Materiephasen in der Physik – direkt für den plötzlichen Rückgang der Todesfälle verantwortlich sein könnte. Dieser Phasenübergang trat bei neuen Stämmen der Omikron-Variante auf, die 2023 auftauchten und nur 5 zusätzliche Mutationen gegenüber der ursprünglichen Omikron-Variante aufwiesen.
Die Studie des Duos legt nahe, dass dieser Übergang die Bindungsmechanismen des Virus in den oberen Atemwegen – den Passagen, die Nase, Mund und Rachen verbinden – verändert hat, wodurch schwere Infektionen weniger wahrscheinlich werden. Diese Erkenntnis verbessert nicht nur unser Verständnis der sich entwickelnden Ansteckungsgefahr von COVID-19, sondern bietet auch wertvolle Lehren für die Vorbereitung auf zukünftige Pandemien. Durch zukünftige Forschung hoffen Moret und Phillips, diese Theorien weiter zu festigen und tiefere Einblicke in die mögliche Entwicklung zukünftiger Pandemien zu gewinnen.
Referenz
MA Moret, JC Phillips, Warum und wie endete die COVID-Pandemie abrupt? Eur. Phys. J. B 97 :123 (2024). https://doi.org/10.1140/epjb/s10051-024-00733-0
