JKU-Forscher auf der Suche nach "der Mutation im Virenhaufen"
Ein Virus ist in aller Munde. Doch im Fokus der Untersuchungen von Andreas Futschik, Leiter der Abteilung Datenanalyse und Ökonometrie an der Linzer Johannes Kepler Universität, steht nicht das Coronavirus, sondern das HI-Virus. Der Statistiker widmet sich der Dynamik von Virus-Mutationen und gelangte dabei zu Erkenntnissen, die sich auch auf das Coronavirus anwenden lassen.
"Vom Coronavirus gibt es deutlich mehr Varianten als jene, über die wir üblicherweise sprechen. Aber nicht alle sind auch gefährlicher oder infektiöser", sagt der 55-Jährige. "Mit der neuen Methode kann nun festgestellt werden, wo gewisse Mutationen herkommen und wo sie sich wahrscheinlich künftig verbreiten werden."
Genetische Muster
Gemeinsam mit der italienischen Wissenschaftlerin Marta Pelizzola und Forschern aus Göttingen und Berkeley hat Futschik an der Kepler Uni eine statistische Methodik zur Nachverfolgung sogenannter Haplotypen entwickelt. Haplotypen, das sind genetische Muster, die sich im Erbgut von Viren finden lassen. Durch Mutation verändern sie ihr Aussehen. Der Haplotyp ist quasi "der Fußabdruck einer Mutation". Besonders anfällig für diese Veränderungen ist hierbei das HI-Virus.
"HIV ist ein RNA-Virus, damit es sich im Körper ausbreiten kann, muss die Menge an Viren stark zunehmen. In kurzer Zeit vervielfältigt sich das Virus sehr stark, bei diesen Kopiervorgängen passieren viele Fehler, es kommt zu Mutationen", sagt Futschik. "Wenn ich diese Unterschiede nachverfolge, kann ich genau feststellen, wo eine Mutation das erste Mal aufgetaucht ist und wie stark sie sich verbreitet." So seien auch Vorhersagen für die Verbreitung von Virusmutationen möglich. Das HI-Virus mutiert dabei so schnell, dass manche Patienten gleich mehrere Varianten des Virus in sich tragen können. Das Coronavirus ist langsamer, hier trägt ein Patient im Regelfall nur eine Mutation in sich. Wie weit hier bestimmte Mutationen verbreitet sind, lässt sich anhand von Proben aus der Kanalisation feststellen. "In der Kanalisation zirkuliert nicht nur eine Variante, sondern eine ganze Menge", sagt der JKU-Forscher. "Anhand der Haplotypen kann ich nun die Mutation im Virushaufen suchen und auch finden."
Es begann bei der Fruchtfliege
Mehr als zwei Jahre forscht Futschik nun schon an den Haplotypen. Dabei ging es nicht immer um Viren, denn anfangs drehte sich alles um die Fruchtfliege.
"Wir haben Fruchtfliegen im Labor kultiviert und uns angesehen, welche Mutationen pro Generation auftreten", sagt der Leiter der Abteilung Datenanalyse und Ökonometrie an der Kepler Uni. "Erst als wir unsere Forschungsergebnisse publiziert haben, meldete sich ein Kollege und meinte, wir sollten unsere Methodik doch auch auf Viren anwenden. So helfen sich Forscher untereinander."