Genforschung entschlüsselt: Warum Covid-19 manche Menschen schwerer trifft

Die Antwort liegt in unseren Genen – und in einem Erbe der Neandertaler.

Die Frage, warum manche Menschen lebensbedrohlich an Covid-19 erkranken, während andere keinerlei Symptome zeigen, beschäftigt die Wissenschaft seit Beginn der Pandemie. Längst haben Forscher die einfachen Risikofaktoren wie Alter und Vorerkrankungen hinter sich gelassen. Im Fokus stehen heute spezifische genetische Schalter, die das Immunsystem steuern und darüber entscheiden, wie der Körper auf das Virus reagiert. Eine Reihe groß angelegter Genomstudien hat das Verständnis dieser Mechanismen in den letzten Monaten revolutioniert.

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Die tödliche Verbindung: Das RTP5-Gen und die Überlebenschance

Ein Durchbruch gelang Forschern der Harvard T.H. Chan School of Public Health. In einer studie mit 370 Patienten, die an schwerem Lungenversagen litten, identifizierten sie das RTP5-Gen als entscheidenden genetischen Prädiktor für die Sterblichkeit. Eine spezifische Variation dieses Gens – das eigentlich für die Sinneswahrnehmung von Geruch und Geschmack zuständig ist – korrelierte stark mit der 30- und 60-Tage-Sterblichkeit der Patienten.

Die Forscher um David Christiani fanden heraus, dass diese genetische Besonderheit die Aktivität des Gens im Gehirn erhöht. Das legt nahe, dass die biologischen Systeme, die unsere Sinneswahrnehmung steuern, auch eine entscheidende Rolle dabei spielen, wie Nerven- und Immunsystem auf das Virus reagieren. Ein faszinierender Zusammenhang, der zeigt, wie eng unsere Körperfunktionen miteinander verwoben sind.

Wenn das Immunsystem blind ist: Die Rolle von TLR7

Diese Erkenntnisse bauen auf früheren Arbeiten auf. Wissenschaftler des Universitätsklinikums Bonn bestätigten bereits die zentrale Bedeutung des TLR7-Gens. Ihre Untersuchung einer großen internationalen Patientengruppe zeigte: Mutationen, die dieses Gen funktionsunfähig machen, sind deutlich häufiger bei jungen und ansonsten gesunden Patienten zu finden, die eine schwere Lungenentzündung entwickeln.

Der Mechanismuss ist tückisch: Der Verlust der TLR7-Funktion verhindert, dass das Immunsystem die virale RNA richtig erkennt. Das Virus kann sich in der kritischen Anfangsphase der Infektion ungehindert vermehren. Ursprünglich wurde dieser Risikofaktor vor allem bei Männern beobachtet, da das Gen auf dem X-Chromosom liegt. Neuere Daten zeigen jedoch, dass er auch bei einem kleineren Teil der Frauen das Risiko erhöht.

Das Erbe der Neandertaler: Risiko und Schutz aus der Urzeit

Eine der überraschendsten Entdeckungen der Covid-19-Forschung betrifft die Evolutionsgeschichte des modernen Menschen. Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie und des Karolinska-Instituts identifizierten zwei unterschiedliche DNA-Abschnitte, die wir von den Neandertalern geerbt haben – mit gegensätzlichen Auswirkungen.

Auf Chromosom 3 findet sich ein genetischer Strang, der vor etwa 50.000 Jahren übernommen wurde. Er verdreifacht nahezu das Risiko, ein schweres Lungenversagen zu entwickeln. Diese Risikovariante ist ungleich verteilt: Sie tritt bei etwa 16 Prozent der Europäer und bei bis zur Hälfte der Bevölkerung Südasiens auf. Die Vermutung der Wissenschaftler: Dieser Genabschnitt bot einst einen Überlebensvorteil gegen andere uralte Krankheitserreger. Im Fall von SARS-CoV-2 löst er jedoch eine überschießende Entzündungsreaktion aus – den gefürchteten Zytokinsturm.

Zum Glück gibt es auch die gute Nachricht aus der Steinzeit. Ein anderer Neandertaler-Abschnitt auf Chromosom 12 wirkt schützend. Validierte Studien zeigen, dass dieses Gencluster das Risiko eines schweren Verlaufs um etwa 20 Prozent senkt. Es beeinflusst die Aktivität von Enzymen, die der Zelle helfen, virale RNA abzubauen. Während das Risiko-Cluster auf Chromosom 3 vor allem in Asien verbreitet ist, findet sich die schützende Variante bei etwa der Hälfte der Bevölkerung außerhalb Afrikas.

Von der Genkarte zur Therapie: Was die Forschung jetzt bedeutet

Die Identifizierung dieser genetischen Marker ist kein reiner Selbstzweck. Sie steuert bereits heute die Entwicklung neuer Therapien und die Umwidmung vorhandener Medikamente. Ein besonders vielversprechender Ansatzpunkt ist das TYK2-Gen. Die Covid-19 Host Genetics Initiative, die inzwischen über 50 genetische Risikofaktoren kartiert hat, zeigt: Eine hohe Aktivität dieses Gens ist direkt mit der lebensbedrohlichen Entzündung bei schweren Verläufen verbunden.

Daraus ergeben sich konkrete klinische Ansätze:

• JAK-Hemmer: Da eine reduzierte TYK2-Aktivität schützend wirkt, setzen Ärzte erfolgreich JAK-Inhibitoren wie Baricitinib ein, um die überaktive Immunantwort bei hospitalisierten Patienten zu dämpfen.
• Interferon-Therapie: Varianten im IFNAR2-Gen können die erste antivirale Abwehrlinie des Körpers beeinträchtigen. Studien deuten darauf hin, dass Patienten mit bestimmten IFNAR2-Defiziten von einer frühen Behandlung mit Interferon-beta profitieren könnten – einem Medikament, das bereits gegen Multiple Sklerose eingesetzt wird.
• ACE2-Regulation: Forscher der University of California entdeckten eine Variante im PTPN2-Gen, die wie eine „Bremse" für Entzündungssignale wirkt. Fällt diese Bremse durch eine Mutation aus, steigt die Zahl der ACE2-Rezeptoren – der Eintrittspforte für das Virus –, und die Infektionsanfälligkeit nimmt dramatisch zu.

Das große Ganze: Warum Genetik nicht alles ist

So bahnbrechend diese Erkenntnisse sind – Experten warnen vor einer vereinfachenden Sichtweise. Die Meta-Analyse der Host Genetics Initiative mit fast 50.000 Patienten und zwei Millionen Kontrollpersonen unterstreicht: Die Schwere der Erkrankung ist das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels aus Wirtsgenetik, Viruslast und Umweltfaktoren.

Die FOXP4-Genvariante, die häufiger bei Menschen ost- oder südasiatischer Abstammung vorkommt, ist beispielsweise mit Lungenvernarbungen verbunden und erschwert den Heilungsprozess zusätzlich. Die Entdeckung der RTP5-Variante zeigt zudem, dass das genetische Bild der Krankheit noch lange nicht vollständig ist. Frühere Studien konzentrierten sich auf das Risiko einer Krankenhauseinweisung. Die aktuelle Forschung fokussiert zunehmend den Übergang von schwerer Erkrankung zum Tod – und sucht nach Markern, die eine frühzeitige Verlegung auf die Intensivstation ermöglichen.

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Ausblick: Die personalisierte Medizin kommt

Das langfristige Ziel dieser Forschung ist die Integration genetischer Risikobewertungen in den klinischen Alltag. Könnten Ärzte bereits bei der Diagnose erkennen, ob ein Patient Hochrisikovarianten in TLR7, TYK2 oder RTP5 trägt, ließen sich diese Patienten gezielt für aggressive Frühinterventionen priorisieren – sei es mit monoklonalen Antikörpern oder spezifischen antiviralen Therapien.

Mit der wachsenden globalen Datenbank zur Wirtsgenetik verschiebt sich der Fokus nun auch auf Long Covid. Erste Daten deuten darauf hin, dass viele der gleichen Gene, die an der akuten Entzündungsreaktion beteiligt sind – etwa jene, die mit Lungengefäßerkrankungen und endothelialer Dysfunktion in Verbindung stehen – auch für anhaltende Symptome verantwortlich sein könnten. Die Reifung dieser Genomstudien markiert einen grundlegenden Wandel: weg von der Einheitsbehandlung hin zu einer präzisen, personalisierten Medizin gegen Viren.

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