Wissenschaftler belegen: Falsche PCR-Testergebnisse durch den Einbau von Viren-Erbgut

Symbolbild

Immer wieder kommt es zu Fällen, in denen Personen Wochen oder Monate nach einer COVID-19-Erkrankung mittels PCR positiv auf SARS-CoV-2 getestet werden. Eine Forschergruppe aus Cambridge fand nun die Ursache dafür: Die RNA des Virus wird ins menschliche Erbgut eingebaut.

von Günther Strauß

In der Corona-Krise gerieten die zum Nachweis des SARS-CoV-2-Erregers verwendeten PCR-Tests immer wieder in die Kritik: Bereits zu Beginn der Krise stellten Mitarbeiter im Gesundheitswesen fest, dass bei einigen Personen, die symptomatisch an COVID-19 erkrankt waren, die Tests auch Wochen oder sogar Monate später positiv ausfielen. Als beispielsweise ein Forscherteam um Ithan Peltan von der University of Utah in Salt Lake City COVID-19-Patienten untersuchte, die 60 oder mehr Tage nach einem positiven Corona-Test erneut mit einem PCR-Test positiv auf das Virus getestet wurden, stellte sie fest, dass in etwa 90 Prozent der Fälle trotz positivem PCR-Test keine Erkrankung an COVID-19 vorlag, es gab also keine erneute Ansteckung.

Es ist zwar bekannt, dass sich Menschen in seltenen Fällen erneut mit dem SARS-CoV-2-Erreger infizieren können, doch dies schien bei diesen Personen, die nach ihrer Genesung in strikter Quarantäne lebten, nicht der Fall zu sein: Aus den Proben der Patienten könnten keine lebendigen Viren isoliert werden. Zudem hat die RNA, also das Erbgut der Coronaviren, im Allgemeinen eine recht kurze Lebensdauer von wenigen Minuten und zerfällt leicht. Somit ist es auch unwahrscheinlich, dass die positiven Tests auf RNA-Reste zurückzuführen sind.

Doch Forscher um Liguo Zhang vom Whitehead Institute for Biological Research in Cambridge haben nun einige mögliche Erklärung dafür gefunden: In ihren Untersuchungen, die in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, konnten sie nachweisen, dass sich genetische Sequenzen aus der RNA des SARS-CoV-2-Erregers durch einen als reverse Transkription bekannten Prozess in das Genom der menschlichen Wirtszelle integrieren kann. Dabei ist SARS-CoV-2 nicht das einzige Virus, das sich in das menschliche Genom integrieren kann: Bis zu acht Prozent des menschlichen Erbguts, der DNA, besteht Fachleuten zufolge aus “antiken” Viren.

Der beobachtete Prozess war zunächst verwunderlich, da SARS-CoV-2 nicht zu den Retroviren zählt und der Erreger selbst keine Enzyme besitzt, die notwendig sind, um das Viren-Erbgut, das aus RNA besteht, in die menschliche DNA einzubauen, die anders als RNA aufgebaut ist. Die Forscher gingen deshalb davon aus, dass sogenannte LINE1-Transposons, die auch als “springende Gene” bezeichnet werden, für den Einbau der viralen RNA verantwortlich sind. Häufig werden diese unter Bedingungen wie Stress oder im Fall einer Krebserkrankung aktiviert. Die Transposons-Genabschnitte können sich selbstständig in RNA umschreiben und anschließend wieder in die menschliche DNA einfügen. Fachleute vermuten schon länger, dass Transposons-Elemente auch fremde RNA umschreiben und integrieren können.

Um zu untersuchen, ob dies auch für SARS-CoV-2 möglich ist, erhöhten sie in menschlichen Zellkulturen zunächst den Anteil an LINE1-Transposons und infizierten diese anschließend mit dem SARS-CoV-2-Erreger. Zwei Tage später führten sie DNA-Analysen mit verschiedenen Methoden durch. Laut Zhang sprechen die Ergebnisse dafür, dass die RNA von SARS-CoV-2 umgeschrieben werden kann und die resultierende DNA in das Genom der Wirtszellen integriert wird:

“Wir haben DNA-Kopien von Teilen des viralen Genoms in fast allen menschlichen Chromosomen gefunden.”

Etwa 67 Prozent des eingeschleusten Viren-Erbguts war von Sequenzen flankiert, die eine Beteiligung von Retrotransposons wie LINE1 nahelegen. Die Wissenschaftler fanden auch Genabschnitte, in denen menschliche und virale Erbgutabschnitte miteinander verschmolzen waren. Aber auch außerhalb des Reagenzglases ließ sich der Einbau der Viren-RNA in das menschliche Erbgut nachweisen: Auch in Gewebeproben und in der Lungenflüssigkeit von COVID-19-Patienten fanden die Forscher Gensequenzen von SARS-CoV-2 in den menschlichen Zellen.

Wie stark dieser Effekt ist, lässt sich derzeit allerdings noch nicht sagen. Zhangs Kollege Rudolf Jaenisch betonte, dass weitere Informationen erforderlich sind, um genau festzustellen, wie häufig dieses Phänomen in der Praxis auftritt. Es wäre möglich, dass nur Bruchteil der COVID-19-Patienten Sequenzen von SARS-CoV-2 in seiner DNA trägt:

“Die verfügbaren klinischen Daten deuten darauf hin, dass nur ein kleiner Teil der Zellen in Patientengeweben virale Proteine in einem Maße exprimieren, das durch immunohistologische Tests nachweisbar ist.”

Dennoch könnte das Phänomen bei zahlreiche Betroffen klinisch relevant sein. Die Forscher betonen in ihrer Arbeit zwar, es sei nicht möglich, dass aus den eingebauten DNA-Abschnitten neue Viren entstehen. Es sei jedoch möglich, dass einige Viren-Proteine durch die in das menschliche Erbgut integrierten Bauanleitungen gebildet werden.

Den Wissenschaftlern zufolge wäre es denkbar, dass die von den eigenen Viren produzierten Proteine wie eine “interne Impfung” wirken und das Immunsystem dabei unterstützen, den Erreger zu bekämpfen. Die Präsenz der Genabschnitte des Erregers könnte zudem erklären, weshalb PCR-Tests auch bei genesenen Patienten weiterhin positiv sind. Doch dazu sind laut Zhang weitere Forschungsarbeiten dringend notwendig.

Auch die Auswirkungen dieser neuen Erkenntnisse auf die bei den Massenimpfungen in zahlreichen Ländern verwendeten mRNA-Impfstoffe ist noch unklar. Der Virologe Joachim Denner vom Robert Koch-Institut erklärte dem Handelsblatt jedoch, dass die Aktivität von LINE1-Transposons in normalen menschlichen Zellen “äußerst gering” sei, daher sei die Wahrscheinlichkeit, dass ein MRNA-Impfstoff in DNA umgeschrieben und ins menschliche Erbgut eingebaut wird, “nahezu null”. Demzufolge könne er keine “Gefahr für die menschliche Gesundheit” erkennen.