Forscher aus 22 Nationen haben sich zusammengetan.
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Wie verändert das neuartige Coronavirus seine Erbinformation? Welche weiteren Infektionen treten bei Patienten treten auf? Gibt es genetische Risikofaktoren, die eine Infektion begünstigen? Solche Fragen wollen deutsche Genomforscher so schnell und gut wie möglich beantworten. Um die Forschung zu beschleunigen, vereinen sich die verschiedenen Forschungsteams jetzt in der Deutschen Covid-19-Omics-Initiative (DeCOI). Dabei geht es darum, die Erfahrungen zu bündeln und auch die Infrastruktur für Gen-Sequenzierungen intensiver zu nutzen. Bislang sind Wissenschaftler aus mehr als 22 Institutionen aktiv an der gemeinsamen Initiative beteiligt.

Je mehr Gen-Sequenzierungen stattfinden, desto besser können Forscher die Variation des Virus verstehen und Rückschlüsse auf Herkunft und unterschiedliche Formen des Virus in der Bevölkerung ziehen, heißt es in einer Mitteilung des vom Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin. Zusätzlich wollen die Forschungsteams bis zu 2000 sogenannte Metagenome von Covid-19-Patienten in Deutschland sequenzieren, um festzustellen, welche weiteren Infektionen zusammen mit Corona möglicherweise auftreten. Neben dem MDC sind aus Berlin auch die Charité und das Robert-Koch-Institut (RKI) an der Initiative beteiligt.

Verschiedene Ansätze fließen zusammen: Eine Forschergruppe am Universitätsklinikum Bonn vermutet zum Beispiel, dass es auch genetische Risikofaktoren gibt, die die Wahrscheinlichkeit, sich zu infizieren, sowie die Schwere der Erkrankung beeinflussen können. Um diese Faktoren aufzuspüren, müssen von Tausenden Patienten Genome - also das Erbgut - sequenziert werden. „Deshalb haben wir uns mit DeCOI frühzeitig auch mit unseren europäischen und internationalen Kollegen weltweit vernetzt", sagt der Bonner Genforscher Markus Nöthen.

„Mithilfe von Multi-Omics Analysen können wir schnell und umfassend bestimmen, welche biologischen Prozesse bei der Erkrankung selbst ausgelöst werden und wie diese durch Medikamente positiv beeinflusst werden können“, sagt der Systemimmunologe Philip Rosenstiel von der Universität Kiel. Bei sogenannten Multi-Omics-Analysen werden die Daten mehrerer molekularer Ebenen erfasst, um ein ganzheitliches Bild zu erstellen. Denn an Krankheitsprozessen sind viele Ebenen beteiligt, neben dem Genom, also dem Erbgut, zum Beispiel auch alle Faktoren, die auf die Aktivität der Gene wirken. Hinzu kommen unter anderem molekulare Stoffwechselverbindungen in Zellen, Geweben und Blut, das Immunsystem sowie die Gesamtheit der Mikroben, die den Menschen besiedeln. Die umfassenden Daten bieten die Möglichkeit, besser zu verstehen, warum manche Menschen schwer und andere leicht erkranken. Forscher aus ganz Deutschland nutzen diese Verfahren im Rahmen klinischer Studien, um zum Beispiel auch die Wirksamkeit neuer Medikamente gegen Corona zu testen.

Mit der noch sehr jungen Einzelzellsequenzierung können Forscher sehen, was das Virus Sars-CoV-2 in den Zellen macht, welche Signalwege es anschaltet oder welche Wirtsproteine plötzlich vermehrt produziert werden – und das bei Tausenden Zellen gleichzeitig, wie das MDC mitteilt. „So werden wir zum Beispiel auf jene Signalwege aufmerksam, die wir blockieren könnten, um die Vermehrung des Virus in der Zelle zu verlangsamen“, sagt der Forscher Markus Landthaler vom MDC in Berlin. Patienten- und Virusdaten aus ganz Deutschland sollen für die beteiligten Forscher zugänglich sein, um so schnell wie möglich Fortschritte zu machen. Nur so werden nach Aussagen von Forschern Datenmengen erreicht, damit selbst lernende Computersysteme zum Beispiel Zusammenhänge für schwere Verläufe erkennbar machen können. 

„Nur wenn wir klinische Daten und Genomdaten sinnvoll miteinander verknüpfen, werden wir möglichst viel zum Verständnis von Covid-19 beitragen können“, sagt der Bioinformatiker Oliver Kohlbacher von der Universität Tübingen, ebenfalls an der Inititative beteiligt.