Die Aufregung war groß als sich im April 2024 ein hochansteckender Stamm der Vogelgrippe H5N1 bei den Milchkühen in den USA ausbreitete. Droht hier die nächste Pandemie für uns Menschen? Ein paar Monate später scheint alles wieder im Lot. Das Virus hat sich noch nicht so markant verändert, dass es sich unter Menschen großflächig ausbreiten könnte.

Für die Wissenschaft ist das Thema damit jedoch nicht abgehakt. Im Gegenteil: An H5N1 lässt sich nachvollziehen, was manche Viren überhaupt so gefährlich macht – und wie wir uns mit neuen Medikamenten besser schützen könnten. Die Virenforscherinnen und -forscher der Universität Marburg beschäftigen sich seit Jahrzehnten mit der Frage, wie es Viren gelingt, sich in menschlichen Zellen zu vermehren und wie man sie daran hindern kann. Gerade die Forschung an Influenzaviren in Marburg hat dazu grundlegende Erkenntnisse beigetragen. Dabei haben sich zwei Ansatzpunkte für mögliche Virenmittel herauskristallisiert, deren Untersuchung die Gruppe um Prof. Dr. Eva Friebertshäuser nun weiter vorantreibt.

Warum war die Wissenschaftswelt alarmiert, als das Vogelgrippevirus H5N1 in Milchkühen auftauchte?

Das Vogelgrippevirus ist damit so nahe wie noch nie an die Menschen herangerückt. Und: Mit den Kühen hat es eine Tierart erreicht, von der man bisher annahm, sie könne sich überhaupt nicht mit Influenza-A-Viren  – zu denen gehört H5N1 – infizieren. „Bedenklich ist, dass diese Ausbreitung nahezu unbemerkt geschah“, sagt Influenza-Expertin Prof. Dr. Eva Friebertshäuser von der Universität Marburg. „Als man den Ausbruch unter Kühen wahrnahm, hatte sich der Erreger schon über mehrere US-Bundesstaaten in den Kuhställen verteilt. Trotz der erhöhten Wachsamkeit, spätestens seit der Coronapandemie, vermögen Viren uns Menschen also immer noch stark zu überraschen.“

Bedenklich ist, dass die Ausbreitung nahezu unbemerkt geschah

Plötzlich stand die Frage im Raum, ob das Virus womöglich eine entscheidende Veränderung durchgemacht hatte, die ihm nicht nur den unterwarteten Befall von Kühen ermöglicht, sondern eine leichte Übertragung direkt von Mensch zu Mensch.

Eine einfache, direkte Ansteckungsmöglichkeit ist die Voraussetzung für eine schnelle Ausbreitung unter Menschen und damit für große regionale Ausbrüche einer neuen Erkrankung (Epidemien) oder sogar eine globale Krankheitswelle (Pandemie). Wäre H5N1 ein für Menschen ziemlich harmloses Virus, wäre seine Einbürgerung womöglich nicht ganz so besorgniserregend. Doch in den vergangenen Jahren gab es immer wieder Fälle, in denen die Menschen, die sich bei Tieren angesteckt haben, sehr schwere Lungenentzündungen entwickelten, so schwer, dass rund die Hälfte daran starben. „Das bedeutet nicht, dass ein neu auftretender von Mensch zu Mensch übertragbarer H5N1-Typ ähnlich schwere Erkrankungen auslöst“, erklärt Friebertshäuser. „Aber es eben auch nicht ganz ausgeschlossen.“

Welche Veränderungen Viren durchmachen und welche Eigenschaften sie dadurch in welcher Kombination wann entwickeln, ist eine Frage von Wahrscheinlichkeiten. Um sich bestmöglich abzusichern, gilt es sich auf den ungünstigsten Fall vorzubereiten.

Wie hat sich das Vogelgrippevirus entwickelt?

„Geflügelpest“ war der erste Name für eine Erkrankung bei Hühnern, von der man heute annimmt, dass ein Influenza-A-Virus als Auslöser dahintersteckte. Sie wurde 1878 in Norditalien beschrieben – zu einer Zeit, als die mikrobiologische Forschung noch ganz am Anfang stand und Viren noch gar nicht entdeckt waren. Auch als das Influenza-A-Virus als Erreger der Geflügelpest feststand, blieb das Virus lange Zeit ein Problem der Tiermedizin. Das änderte sich, als sich 1997 bei einem großen Ausbruch unter Geflügel in Hongkong auch einige Menschen nachweislich infizierten und starben. Hier wurde erstmalig H5N1 als Erreger isoliert. Seither ist H5N1 als hochpathogenes, also für Menschen potenziell lebensbedrohliches, Virus in den Fokus der Wissenschaft gerückt und wird verstärkt beobachtet.

H5N1 hat seinen Radius enorm vergrößert

Darum weiß man, dass H5N1 in den vergangenen Jahren seinen Radius enorm vergrößert hat. Seit 2020 ist die besonders aggressive Form „H5N1-Klade 2.3.4.4b“ unterwegs. Sie raffte nicht mehr ausschließlich Geflügel dahin, sondern befiel auch immer mehr Arten von Wildvögeln weltweit und danach auch zunehmend mehr Arten von Säugetieren. Überwachungsgruppen fanden unter anderem Nerze, Robben und sogar Bären, die an H5N1 verendet waren. Seit dem Frühling 2024 gibt es infizierte Kühe.

Einige Monate später lassen sich nun einige vordringliche wissenschaftliche Fragen beantworten: Eine Untersuchung, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature, deutet darauf hin, dass sich das Virus in den Kühen bislang ausschließlich im Euter vermehren kann und über die Milch verbreitet wird. Vermutlich überträgt es sich über Milchreste am Melkgeschirr von Euter zu Euter. Auch Menschen könnten mutmaßlich über Milchspritzer infiziert werden. Noch allerdings – und das ist die gute Nachricht – scheint sich H5N1 nicht über die Atemluft von Säugetieren verbreiten zu können. Der direkte, leichte Ansteckungsweg von Mensch zu Mensch ist noch verschlossen.

Wie müsste sich H5N1 verändern, um sich direkt von Menschen zu Menschen zu übertragen?

Nach dem aktuellen Kenntnisstand ist das H5N1-Virus bislang nicht in der Lage, in die Zellen der oberen Atemwege – Naseschleimhäute und Rachen – beim Menschen einzudringen. Sollte ihm das eines Tages möglich werden, könnte es sich dort derart stark vermehren, dass mit jedem Niesen oder Husten eines infizierten Menschen so viele Erreger in die Luft gelangen, dass andere Personen sich die krankmachenden Viren sprichwörtlich im Vorbeigehen einfangen.

„Derzeit passen die Adapter, mit denen sich H5N1 an Wirtszellen ankoppelt und sich Zugang verschafft, noch nicht zu den Andockstellen, die an den Zellen in den oberen Atemwegen von Menschen vorhanden sind“, berichtet Influenza-Forscherin Friebertshäuser. Als Adapter fungiert das Eiweiß Hämagglutinin (kurz H) das Influenzaviren neben der Neuraminidase (N) auf ihrer Oberfläche tragen. Der Virusname H5N1 beschreibt also eine spezielle Oberflächenkonstellation des Virus. Sein Hämagglutinin erschließt optimal die Zellen im Verdauungstrakt von Vögeln, die sich entsprechend über den Kot von Tier zu Tier anstecken.

Bisher geht H5N1 tief in die Lunge

Allerdings passen diese H-Adapter schon jetzt auch zu Zelltypen, die beim Menschen tief in der Lunge sitzen. Das erklärt, warum sich auch Menschen schon gelegentlich mit H5N1 infiziert haben und dann oft eine schwere Lungenentzündung entwickelten. „Wenn man, wie auf asiatischen Märkten oft üblich, den ganzen Tag in engem Kontakt mit Hühnern verbringt und manchmal sogar dicht neben den Tieren schläft, kann es sein, dass es durch die hohe Virenlast in der Umgebung einige bis in die Lunge schaffen und sich dort vermehren“, verdeutlich Eva Friebertshäuser. Husten infizierte Menschen, gelangen aus der Lunge jedoch so wenige Viren in die Luft, dass eine massenhafte Ausbreitung von Mensch zu Mensch praktisch unmöglich ist.

Wie schwer oder leicht könnte sich das Virus an Menschen anpassen?

„Wir Forschende verstehen die Abläufe beim Andocken der Influenza-Viren inzwischen sehr gut“, sagt Prof. Eva Friebertshäuser. „Daher wissen wir, dass oft schon zwei, drei Mutationen an bestimmten Stellen reichen, um die Bindungsfähigkeit an die für Menschen kritischen Rezeptoren in den Zellen der oberen Atemwege zu ermöglichen.“ Kein weiter Entwicklungsweg also.

Für Forschende waren es darum lange, bange Wochen, ehe sie herausfanden, dass die zunächst unerklärlichen Kuhinfektionen über die alten, noch vogeloptimierten Andockstellen von H5N1 zustande kamen. „In den Milchdrüsen haben Kühe die Bindungsstellen, die Vögel im Verdauungstrakt haben und Menschen in der Lunge.“

Was könnte die kritische Veränderung beschleunigen?

Einige Tierarten, allem voran Schweine, sind in Bezug auf Influenza-Viren besonders bedenklich. In ihren Atemwegen existieren die Andockstellen für vogelübertragbare Grippe-Viren genauso wie Bindungsstellen für menschliche Grippeerreger. Zu letzteren zählt beispielsweise H1N1, einer der Hauptauslöser für alljährliche Grippewelle im Winter. Wegen dieser zwei verschiedenen Bindungsstellen können sich bestimmte Zellen im Schweinekörper mit beiden Virentypen gleichzeitig infizieren. Virentypen, die sonst selten aufeinandertreffen, haben dort die Gelegenheit, ihr Erbgut untereinander zu tauschen. Neu kombinierte Viren entstehen: Womöglich ist darunter der gefürchtete H5N1-Subtyp, der es von der Vogelgrippe zur Menschengrippe schafft.

Wie sind wir auf diese Entwicklung vorbereitet?

Gegen die gegenwärtigen vogelzentrierten Subtypen von H5N1 gibt es Impfstoffe, deren Produktion bei Bedarf hochgefahren werden könnte. Expertinnen und Experten versprechen sich davon einen gewissen Schutz, der zumindest verhindern könnte, dass eine große Zahl von Menschen sehr schwer erkrankt. Vorhandene Impfstoffe liefern zudem eine Basis für eine rasche Anpassung der Impfung an ein neues H5N1-Virus.

Auch verfügen viele Erwachsene vermutlich über eine rudimentäre Immunität, weil sich ihre Abwehr bereits mit Grippeviren auseinandergesetzt hat – wenn auch nicht speziell mit H5N1. Auch das könnte, so die Hoffnung, einem Teil der Erkrankten die lebensbedrohlichen Auswirkungen einer Infektion mit einem neu entstandenen Grippevirus ersparen.

Schließlich existieren drei Klassen von antiviralen Medikamenten, die sich im Fall einer grassierenden H5N1-Menschengrippe einsetzen ließen: Neuraminidaseinhibitoren, M2-Ionenkanal-Blocker sowie verschiedene Polymeraseinhibitoren. Allerdings setzen sie alle direkt beim Virus an, was eine schnelle Resistenzbildung erwarten lässt. Und: Keines dieser Mittel kann Virenerkrankungen vollständig heilen.

Neue virale Erreger, aber kein passendes Medikament

Insgesamt sind die medizinischen Startbedingungen für den Fall einer H5N1-Pandemie unter Menschen, zumindest auf dem Papier, besser als sie es bei SARS-CoV-2 waren. Allerdings besteht weiterhin ein grundlegendes Problem: Gegen Viruserkrankungen gibt es insgesamt verhältnismäßig wenige Medikamente. Wann immer ein neuer Erreger auftaucht, ist die Gefahr hoch, nichts Passendes in petto zu haben. Antivirale Arzneien, die zuverlässig gegen sehr viele riskante Virenarten helfen, werden darum weiterhin dringend gesucht.

Was trägt die Virologie an der Universität Marburg zur Influenza-Forschung bei?

Seit Jahrzehnten erforscht man am Institut für Virologie der Universität Marburg die Beziehung zwischen Viren und ihren Wirtszellen. Viren sind derart reduziert in ihrem Aufbau, dass sie sich ohne Wirtszellen nicht vermehren können. Sie betreiben eine einzigartige Form von Parasitismus. In den vergangenen Jahrzehnten haben die Forschenden in Marburg eine ganze Reihe von Erkenntnissen gewonnen, die zum grundlegenden Verständnis der Viren-Vermehrung beitragen. Um sich in Zellen auszubreiten, müssen bestimmte Eiweiße der Viren von Spaltenzymen – Proteasen –, die zum Wirt gehören, verändert werden. Forschende bezeichnen das als Aktivierung. „Fast alle bislang bekannten dieser Wirtszellproteasen wurden in Marburg identifiziert“, berichtet Prof. Eva Friebertshäuser.

Bei dieser Grundlagenforschung haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch zwei mögliche Ansatzpunkte für antivirale Wirkstoffe entdeckt, die womöglich den Anspruch erfüllen könnten, gegen sehr viele Virenarten auf einen Schlag zu helfen. Es geht darum, jeweils eine aktivierende Protease zu hemmen – und somit die Infektion zu verhindern oder zumindest abzuschwächen.

TMPRSS2 (englisch: TransMembrane Protease Serine Subtype 2) heißt die eine Protease, der die wissenschaftliche Aufmerksamkeit gilt, Furin die andere. Der Gedanke hinter diesem Ansatz: „Falls es gelingt auf dieser Basis antivirale Medikamente zu entwickeln, wäre das Risiko einer Resistenzbildung deutlich verringert“, erklärt Friebertshäuser. Denn: Die Wirtszellen können auf diese Proteine nicht verzichten. Darum können sich Veränderungen, die sie unempfindlich gegen Medikamente machten, kaum durchsetzen. Bei den Viren selbst ist das anders: Sie passen sich fast immer rasend schnell an und finden so Wege der Wirkung von Arzneien zu entgehen.

Ziel der Uni Marburg: Mittel gegen ein breites Virenspekturm

Wie wichtig es ist, in der Virologie neue Forschungsansätze voranzutreiben, hat sich in der Corona-Pandemie bereits gezeigt. Insbesondere die Arbeit zu TMPRSS2 hat sich damals an der Uni Marburg weiterentwickelt. „Der kürzliche H5N1-Alarm hat nun erneut bestätigt, dass wir uns weiter intensiv um alle Ansätze mit Wirtszellproteasen kümmern sollten“, sagt Friebertshäuser. „Es geht dabei nicht nur um Influenza, sondern um ein ganz breites Spektrum von Viren, die alle entweder von TMPRSS2 oder Furin abhängen. Gäbe es TMPRSS2-Hemmer und Furinhemmer, wäre die Medizin für die meisten Pandemien gerüstet, die eventuell kommen könnten.“

Was ist der Stand der Entwicklung?

Mit TMPRSS2 beschäftigen sich inzwischen mehrere virologische Arbeitsgruppen weltweit. „Die Untersuchung von Furin wurde dagegen hintangestellt, weil eine Hemmung für die Wirtszellen – und damit für Menschen – risikoreich erschien“, erklärt Friebertshäuser. Wie schon erwähnt benötigen die Wirtszellen ihre Proteasen selbst. Es ist eine Zweckentfremdung, dass Viren von ihnen profitieren. Doch eben, weil Proteasen im Körper unerlässlich sind, kann es dem Menschen schaden, sie zu hemmen. „Furin und verwandte Proteasen  sind an der Bildung von zahlreichen Hormonen und Wachstumsfaktoren beteiligt“, führt Friebertshäuser aus. „Ganz ohne sie sind wir nicht lebensfähig.“ Die ersten Furinhemmer, die in Zellkulturen getestet wurden, hatten sich tatsächlich als unverträglich erwiesen. Inzwischen wissen die Forschenden, woran das lag. „Sie waren zu unspezifisch und haben andere wichtige Proteine mitgeschädigt. Nun stehen uns viel geeignetere Kandidaten zur Verfügung, die wir noch dazu sehr gezielt einsetzen. Auf sie konzentrieren wir uns jetzt verstärkt.“

Entwickelt wurden die neuen Furinhemmer der Uni Marburg zusammen mit der Arbeitsgruppe um Prof. Torsten Steinmetzer am Institut für Pharmazeutische Chemie. „Wir vermuten, dass wir ohne gravierende Nebenwirkungen gute Erfolge erzielen können, wenn wir diese Substanzen lokal begrenzt einsetzen.“ Ein Nasenspray gegen Grippe oder andere Viruserkrankungen wäre ein denkbares Ziel.

„Es ist ein Fernziel“, betont Friebertshäuser. „Zunächst müssen die Grundlagenexperimente in Atemwegszellmodellen brauchbare Ergebnisse liefern, dann folgen Untersuchungen mit Mäusen und erst dann lässt sich abschätzen, ob wir auf einem erfolgversprechenden Weg sind, der klinische Untersuchungen lohnt.“ Das ist so aufwendig, wie es klingt. Doch sollte es gelingen, könnte es das Therapiearsenal gegen Virenerkrankungen entscheidend verbessern. „Wir müssen jederzeit damit rechnen, dass irgendwo relativ überraschend eine neue Pandemie auftaucht. Das hat das Geschehen um H5N1 in diesem Jahr wieder bestätigt“, sagt Friebertshäuser.

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Zwölf zusätzliche Laborplätze für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, ein Pipettierroboter, um große Probenmengen schnell abzuarbeiten, mehr Kapazitäten für präklinische Impfstofftests: Das und mehr entsteht gerade mit dem Neubau des BSL-4-Labors (englisch: biosafety level, kurz BSL) an der Marburger Philipps-Universität. Das Gebäude ergänzt das bestehende BSL-4-Labor und erweitert die Spitzenforschung zu hochpathogenen bekannten und neu auftretenden Viren, bei der die Universität bereits jetzt führend ist. Der Tiefbau, der im Frühling 2024 direkt nach der Baugenehmigung begonnen hatte, ist abgeschlossen. Die ersten Arbeiten über der Erde waren der Anlass für die zeremonielle Grundsteinlegung am 14. Oktober 2024. Ende 2026 soll das neue Hochsicherheitslabor ferig sein.

Preparedness: Bereit sein für Pandemien oder Epidemien

In den vergangenen Jahrzehnten sah sich die Welt mehrfach mit bedrohlichen Virusausbrüchen konfrontiert, darunter der Schweinegrippe von 2009 oder Ebola von 2013 in Westafrika. Auf solche Gefahren besser vorbereitet zu sein (englisch: Preparedness) gehört zu den erklärten Zielen der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Das Institut für Virologie der Universität Marburg leistet hierzu seit Langem international führende Beiträge: in der Grundlagenforschung, bei der Entwicklung von Therapeutika oder Impfstoffen sowie in der akuten Krisenbewältigung, etwa bei SARS-CoV-2. Grund für diese Spitzenposition ist die ausgeprägte Expertise zu den riskantesten Viren weltweit, über die Marburg verfügt.

Sie reicht zurück bis ins Jahr 1967 als ein später Marburg-Virus genannter, aber zunächst unbekannter Erreger Europa in Atem hielt. Für die heutige Forschungsarbeit spielt das Hochsicherheitslabor des Instituts eine zentrale Rolle. Die dort herrschenden Schutzmaßnahmen der höchsten Stufe 4 sind die Voraussetzung, um hochansteckende Viren zu untersuchen, für die weder eine Vorbeugung noch eine Therapie existieren. Im BSL-4-Labor finden die wissenschaftlichen Experimente statt, die Fortschritte in der Bekämpfung schwerwiegenden Viruserkrankungen oft erst ermöglichen.

Einzigartige Bedingungen in Marburg

In Deutschland existieren vier BSL-4 Labore. Drei von ihnen sind an Forschungsanstalten des Bundes angeschlossen. Nur das Marburg Labor gehört zu einer Universität und kann darum besonders flexibel und eigenständig agieren. Dieses Labor wird seit Anfang 2024 mit einem Neubau erweitert, was die Forschungskapazitäten in diesem wichtigen Wissenschaftsbereich deutlich ausweitet. Ende 2026 soll das neue BSL-4-Labor in Betrieb gehen.

„Die Erforschung hochpathogenen Viren ist noch dringlicher geworden, seit die Globalisierung das Auftreten und die – mitunter extrem schnelle – Ausbreitung solcher Erreger erleichtert“, erklärt Dr. Cornelius Rohde vom Institut für Virologie der Uni Marburg.

„Die Krisensituationen sind mehr geworden“, sagt er. Bereits 2021 hatte darum die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern den Neubau im Marburg Centre for Epidemic Preparedness (MCEP) befürwortet. Die Kosten samt Geräteausstattung belaufen sich auf etwa 50 Millionen Euro, die der Bund und das Land Hessen zusammen aus mehreren Töpfen aufbringen.

Diagnostik, Therapien, Impfstoffe

„Neu zu bauen, während das bestehende Hochsicherheitslabor voll einsatzfähig ist, garantiert die Kontinuität unserer Forschung“, erklärt der Virologe Dr. Markus Eickmann. Er leitet das BSL-4-Labor mit Prof. Dr. Stephan Becker, dem Direktor des Instituts für Virologie an der Philipps-Universität. Liegen keine krisenbedingt akuten Aufgaben an, finden an den bisherigen sechs Labortischen Arbeiten statt, die dazu beitragen, grundlegend besser zu verstehen, wie immer wieder einmal neue, für Menschen oft ausgeprägt lebensbedrohliche Viren aus Erregern hervorgehen, die bis zu ihrer fatalen Veränderung ausschließlich Tiere befallen.

„Wir suchen dabei auch nach möglichen Ansatzpunkten für antivirale Medikamente“, berichtet Eickmann. Die Antworten der Grundlagenforschung zu einem hochpathogenen Virus lassen sich häufig auf verwandte Viren anwenden. Das verschafft der Wissenschaft einen wichtigen Vorsprung, wenn wieder einmal eine gefährliche Epidemie oder Pandemie heranzieht. Ebenso lassen sich aussichtsreiche Impfstoffkandidaten in den Zell- und Tiermodellen im Marburger BSL-4-Labor schnell prüfen. „Bei dieser sogenannten translationalen Forschung arbeiten wir unter anderem mit weiteren Einrichtungen des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung eng zusammen und haben bereits viele effektive Arbeitsabläufe etabliert“, betont der Virologe Dr. Cornelius Rohde.

Schließlich bietet das BSL-4-Labor die notwendige Sicherheit, wenn es darum geht, hochansteckende und lebensbedrohliche Erkrankungen anhand von Proben richtig zu erkennen – und ebenso, wenn diagnostische Tests im Ernstfall überhaupt erst entwickelt werden müssen.

Deutlich schnelleres Arbeiten

Grundlagenforschung, translationale Forschung, Diagnostik: „Alle drei Säulen unserer wissenschaftlichen Tätigkeit in der Marburger Virologie werden durch den Neubau nun gestärkt und erweitert,“ sagt Rohde. Möglich macht es zum einen das größere Platzangebot: Zusätzlich zu den bisherigen sechs Personen können ab 2026 zwölf weitere zur Bekämpfung gefährlicher Viren forschen. Auch können, wenn nötig, mehr Zell- und Tierversuche gleichzeitig stattfinden als bislang. Zum anderen beschleunigt die zusätzliche Geräteausstattung die Forschung. Unter anderem wird ein Pipettierroboter viele Routinehandgriffe automatisieren. Das ermöglicht nicht nur einen viel höheren Durchsatz und damit ein höheres Tempo, beispielsweise, falls bei einem Ausbruch massenhaft Proben getestet werden müssen. Es entlastet die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich während ihres Aufenthalts im Hochsicherheitslabor relevanteren molekularbiologischen Aufgaben zuwenden können. Schließlich ist die Arbeit in maximaler Schutzausrüstung – die einem Astronautenanzug gleicht – anstrengend und jeweils nur zeitlich begrenzt möglich.

Großer Forschungsbedarf

Der Neubau eröffnet den Marburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusätzliche Perspektiven, die über die Erweiterung hinausreichen. „Ist das bestehende BSL-4-Labor durch den Neubau entlastet, können wir es modernisieren und so auch dort die Forschungsmöglichkeiten noch ausbauen“, berichtet der Virologe Dr. Markus Eickmann. Der Bedarf ist enorm und die Marburger Forschenden hoffen, in Zukunft noch mehr weltweit wegweisende Forschungsimpulse beitragen zu können, wie ihnen das beispielsweise bei Ebola oder MERS schon gelungen ist. Unter anderem beschäftigen sich die Virologinnen und Virologen in Marburg mit hochpathogenen Influenza-, Nipah- und Lassa-Viren und widmen ihre Aufmerksamkeit auch einigen vernachlässigten Tropenkrankheiten.

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Die Pandemie hat gezeigt, wie wertvoll ein Forschungsvorsprung ist

Als die Weltgesundheitsorganisation (WHO) im März 2020 die Pandemie mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 ausrief, hat die Medizin von den wissenschaftlichen Erkenntnissen profitiert, die Forschende schon in den Jahren und Jahrzehnten zuvor zu einigen anderen, bereits früher bekannten Coronaviren gesammelt hatten. Einige gegen COVID-19 wirksame Medikamente, wie Paxlovid, konnten nur deshalb so schnell entwickelt werden, weil weltweit mehrere Arbeitsgruppen bereits seit langem die Familie der Coronaviridae grundlegend untersucht hatten. Auch die RNA-Impfstoffe waren nur so zügig marktreif, weil bereits jede Menge wissenschaftlicher Vorarbeit geleistet worden war.

Das Bundesland Hessen verfügt an den Universitätsstandorten in Gießen und Marburg traditionell über eine große Expertise in der Coronavirus-Forschung. Unmittelbar nach Beginn der Pandemie wurde dieses Fachwissen mit dem am virologischen Institut der Universitätsmedizin Frankfurt angesiedelten Schwerpunkt auf den Gebieten der klinischen Virologie und Virusdiagnostik im Pandemie Netzwerk Hessen zusammengeführt. „So konnten wir in der akuten Notsituation sehr schnell wichtige Impulse für den Umgang mit der Pandemie beisteuern“, verdeutlicht Professor Dr. John Ziebuhr, Leiter des Instituts für Medizinische Virologie an der Universität Gießen und Mitglied der Steuerungsgruppe des Pandemie Netzwerks Hessen.

CoroPan vergleicht alle bekannten Cronaviren, um die Virenfamilie besser zu verstehen

Im nächsten Schritt soll nun die langfristige Forschung zu Coronaviren intensiviert werden, um sich schon jetzt gegen künftige Gefahren durch diese Virenfamilie zu rüsten. Dazu fördert das Land Hessen die gezielte Zusammenarbeit der Coronaforschenden an den drei Universitäten in einem neuen LOEWE-Schwerpunkt: CoroPan. „Coronaviren gehören zur großen Gruppe der RNA-Viren, die dafür prädestiniert sind, aus ihren unterschiedlichen Wirten in Tieren auf den Menschen überzuspringen und dadurch gefährliche Pandemien auszulösen“, erklärt Ziebuhr, der das CoroPan-Schwerpunktprogramm wissenschaftlich koordiniert. „Wir müssen deshalb darauf hinarbeiten, Therapeutika zu entwickeln, die eine sehr breite Wirksamkeit gegen alle Coronaviren besitzen, um schwere Infektionsverläufe durch bereits bekannte oder auch neu auftauchende Coronaviren umgehend effektiv behandeln zu können.“

Im CoroPan-Schwerpunkt analysieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedene Mitglieder der Coronaviren-Familie ganz genau auf molekularer Ebene. Sie suchen dabei nach konservierten Stellen im Bauplan der Viren oder nach speziellen Mechanismen, die alle Coronaviren gleichermaßen nutzen, um sich vermehren und ausbreiten zu können. Diese konservierten Merkmale sind in unterschiedlichen Vertretern dieser Virusfamilie nahezu identisch und sie verändern sich nur extrem selten durch Mutationen. „Konservierte Stellen sind höchstwahrscheinlich unerlässlich für das langfristige Überleben der Viren“, erklärt Ziebuhr. „Ein Erreger, der dort durch Zufall eine Mutation erleidet, büßt einen Teil seiner Vermehrungs- und Ausbreitungsgeschwindigkeit ein, kann sich deshalb gegenüber anderen Virusvarianten nicht durchsetzen und hat langfristig keine Überlebenschance.“

CoroPan soll die Schwachpunkte der Coronaviren aufdecken

Die konservierten Stellen sind die Schwachstellen der Viren und damit ideale Ansatzpunkte für mögliche neue Medikamente. Es reicht jedoch fast nie aus, virusbedingte Infektionen nur mit einem einzigen Medikament zu behandeln, um sie gut zu beherrschen, da RNA-Viren relativ rasch Resistenzen entwickeln. Das ist auch bereits bei SARS-CoV-2 bei einigen Antikörper-Präparaten passiert. „Der sicherste Behandlungsweg gegen Virenerkrankungen besteht immer in einer Kombinationstherapie mit mehreren Wirkstoffen“, berichtet Ziebuhr. „Außerdem muss man immer wieder neue Wirkstoffe entwickeln, um das verfügbare Arsenal auffüllen und ergänzen zu können, sobald ein Mittel wegen aufgetretener Resistenzen seine Wirksamkeit ganz oder teilweise verliert.“

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen nun systematisch nach Schwachstellen der Coronaviren suchen. Sie möchten zudem besser verstehen, wie sich Mutationen an bestimmten Stellen der Virus-RNA auf Ausbreitung und Verlauf coronabedingter Erkrankungen auswirken. Dazu legen sie unter anderem eine Biobank verschiedener humaner und tierischer Coronaviren und ihrer zahlreichen Varianten an, die genetisch umfassend charakterisiert sind. Dies ermöglicht den schnellen Zugriff für vergleichende Studien dieser Viren durch alle Projektbeteiligten.

Herausfinden, wie Coronaviren ihre Wirtszellen manipulieren

Ein weiteres zentrales Projekt in CoroPan besteht darin, die Gesamtheit der Eiweiße in Zellen anzuschauen, die mit einem bestimmten Coronavirus infiziert sind: also eine Proteomanalyse. Die Eiweißzusammensetzung in virusinfizierten Wirtszellen verändert sich zum Beispiel dahingehend, dass massenhaft Proteine produziert werden, die für die Vermehrung des viralen Genoms und die Bildung neuer Viruspartikel erforderlich sind. Viren manipulieren ihre Wirtszellen in vielfältiger Weise, beispielsweise auch um sicherzustellen, dass zelluläre Proteine, die wichtige Verteidigungsprogramme gegen das eingedrungene Virus steuern, nicht mehr produziert werden können oder ihre Funktion verlieren. Proteomanalysen können viel dazu betragen, grundsätzlich zu verstehen, was Viren im Körper ihres Wirts bewirken. Aus diesem Wissen lassen sich ebenfalls Rückschlüsse auf mögliche Therapieansätze ziehen.

Das Besondere am CoroPan-Projekt ist die vergleichende Erforschung verschiedenster Coronaviren in einem integrativen Ansatz. „Traditionell konzentriert sich in der wissenschaftlichen Welt eine Arbeitsgruppe meist nur auf einen einzigen speziellen Erreger“, erklärt Ziebuhr. „Doch bei pandemiegefährlichen Viren, die immer wieder neue Varianten hervorbringen können, ist es besonders wichtig, einen Gesamtüberblick zu haben, um mögliche Konsequenzen bestimmter Veränderungen besser beurteilen zu können und langfristig tragfähige therapeutische Konzepte entwickeln zu können.“

Schneller erkennen, welche Veränderungen an Coronaviren kritisch sind

Zu den Coronaviren zählen viele Arten, die momentan nur in bestimmten Tieren verbreitet sind, jedoch grundsätzlich auch auf andere Tiere oder den Menschen überspringen können. Diese sogenannten zoonotischen Viren nutzen dabei zufällig entstandene Mutationen in ihrem Genom, die es ihnen ermöglichen, ihr Wirtsspektrum zu ändern oder zu erweitern. Dazu zählt beispielsweise das 2012 aufgetauchte MERS-Coronavirus, dessen Vorläufer sich zunächst in Fledermäusen entwickelt hat und sich später durch weitere genetische Änderungen in Dromedaren ausgebreitet hat. Es kann aber auch bei Menschen Atemwegsinfektionen auslösen.

Mehrere andere Arten von Coronaviren sind schon lange bei Menschen endemisch, verursachen aber überwiegend harmlose Erkältungskrankheiten. „Das Problem liegt darin, dass wir bislang zu wenig über die zahlreichen Vertreter dieser Virusfamilie wissen, um schnell und sicher einschätzen zu können, welche Konsequenzen bestimmte Mutationen oder gar größere genetische Veränderungen an bestimmten Stellen des Erbguts haben könnten“, sagt Ziebuhr. „Dabei hat uns die SARS-CoV-2-Pandemie gelehrt, dass manchmal schon wenige Veränderungen reichen, um den Erreger sehr viel ansteckender zu machen, wie bei Omikron geschehen.“ Andere Mutationen könnten dazu beitragen, dass die Erkrankungen schwerer verlaufen oder dass das Virus eine bereits bestehende Immunität leichter umgehen kann. Wieder andere Mutationen könnten die Viren aber auch harmloser machen.

Zwei Eigenschaften machen Pandemien durch Coronaviren so wahrscheinlich

Die Fähigkeit, sehr leicht zwischen verschiedenen Wirten im Tierreich zu wechseln, ist eine der Eigenschaften, die das Risiko für Pandemien beim Menschen deutlich erhöht. Denn sie führt dazu, dass es unmöglich ist, diese Virusfamilie auszumerzen. Einzelne Vertreter können sich immer wieder in Tiere zurückziehen, sich dort durch Mutationen neu anpassen und wieder auf Menschen überspringen. Wenn in großen Teilen der Bevölkerung, insbesondere auch bei den älteren Menschen, kein ausreichender Immunschutz gegen solch ein Virus vorhanden ist, kommt es zur Pandemie. Das bedeutet eine massenhafte, weltweite Ausbreitung des Erregers in kürzester Zeit und in allen Altersgruppen, die zu erheblichen medizinischen, gesundheitspolitischen, wirtschaftlichen und sozialen Konsequenzen führen kann.

Eine weitere Eigenschaft, die Viren besonders pandemiegefährlich macht, ist ein RNA-Erbgut – wie es die Coronaviren haben. Grundsätzlich können sich Viren nicht ohne Hilfe eines geeigneten Wirtsorganismus vermehren. Sie nutzen und/oder manipulieren dessen zelluläre Funktionen und Strukturen, um neue Viren zu produzieren. Viren mit einem Erbgut aus DNA erwerben während ihrer Vermehrung relativ wenige Mutationen, weil die beteiligten Enzyme, sogenannte DNA-Polymerasen, nur sehr wenige Fehler beim Kopieren und Vervielfältigen der Genom-DNA machen, die zu Mutationen im Erbgut führen würden. Durch diese hohe Kopiergenauigkeit sinkt das Risiko der Entstehung von Virus-Varianten mit neuen Eigenschaften, die es ihnen beispielsweise erlauben würden, andere Organe oder Wirte zu infizieren und so sich das Krankheitsspektrum und die Ausbreitung in bestimmten Wirten grundsätzlich zu ändern. Bei DNA-Viren besteht deshalb tendenziell eine geringere Gefahr, dass sie zur Ursache weltweiter Pandemien werden, wenngleich es in der Vergangenheit auch einige wenige Beispiele für große Ausbrüche gibt, die durch DNA-Viren ausgelöst wurden, etwa die großen Pockenepidemien.

Wie schnell Coronaviren einen Vorteil erlangen, mussten wir in der Pandemie erleben

Bei RNA-Viren, wie etwa den Coronaviren, ist die Situation etwas anders. Diese Viren nutzen eine RNA-Polymerase für die Vervielfältigung ihres Genoms. Sie arbeitet jedoch deutlich ungenauer, wodurch die neu gebildeten Genome viele Fehler, also Mutationen, enthalten. Die meisten dieser zufällig entstandenen Mutationen behindern die Virusvermehrung und -ausbreitung. Es entstehen jedoch gelegentlich auch Mutationen, die für das Virus vorteilhaft sein können. Beispielsweise, weil sich das Virus noch schneller vermehren kann, sich leichter ausbreiten kann oder weniger effektiv vom Immunsystem erkannt und bekämpft werden kann. Solche Virusvarianten erwerben einen Vorteil und bilden innerhalb kurzer Zeit die Mehrheit der zirkulierenden Viren – genauso, wie wir das im Lauf der Corona-Pandemie mit dem Aufkommen neuer Varianten mehrfach erlebt haben.

Kombinationstherapien sind wichtig, um Coronaviren unter Kontrolle zu bekommen

Diese schnelle Weiterentwicklung – die hohe Evolutionsgeschwindigkeit – von RNA-Viren bringt weitere Risiken mit sich. „Insbesondere verringert diese Eigenschaft unsere Chancen, Medikamente zu entwickeln, die für längere Zeit zuverlässig wirksam bleiben und dem Virus wenig Raum lassen, resistente Varianten hervorzubringen“, sagt Ziebuhr. Ein wichtiger Baustein der Lösung wird sein, wie schon erwähnt, mehrere antivirale Wirkstoffe kombiniert zu verabreichen. Sie treffen das Virus dann an mehreren Stellen gleichzeitig, was die therapeutische Wirksamkeit erhöht und auch das Risiko der Entstehung resistenter Virusvarianten um mehrere Größenordnungen verringert.

CoroPan baut auf dem Pandemie Netzwerk Hessen auf

Im neuen CoroPan-Schwerpunkt geht es vor allem darum,  die wissenschaftlichen Grundlagen für die Entwicklung  von Medikamenten zu legen, die gegen eine Vielzahl unterschiedlicher Coronaviren wirksam sind. Wir benötigen solche Medikamente für die Zukunft, um Menschen besser vor Coronavirusinfektionen schützen zu können. Zu schützen gilt es insbesondere auch diejenigen, die beispielsweise wegen anderer Erkrankungen keinen guten Immunschutz gegen diese Viren und ihre zahlreichen Varianten aufbauen können und deshalb besonders gefährdet sind. „Im Pandemie Netzwerk Hessen haben wir ein schlagkräftiges Forschungsnetzwerk geschaffen“, erklärt Ziebuhr, „auf dem wir aufbauen können und dessen geballte Kompetenz wir für eine noch bessere Bekämpfung der Folgen möglicher zukünftiger Pandemien nutzen werden.“

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Für Medikamente gegen Viren besteht eine spezielle Ausgangslage

Gegen bakterielle Infektionen helfen Antibiotika. Diese Arzneimittel-Wirkstoffe retten unzählige Menschenleben, weil viele von ihnen – zumindest derzeit noch – universell gegen zahlreiche Bakterienarten wirken. Etwas Vergleichbares ist bei Viren nicht in Sicht. Anders als Bakterien können sich Viren nicht ohne Hilfe ihrer Wirtszellen vermehren. Wer ein Medikament entwickeln möchte, das Viren stoppt, muss darum immer überlegen, ob ein entsprechender Wirkstoff womöglich auch den Wirt schädigt: bei SARS-CoV-2 also den Menschen.

Therapieansätze richten sich daher bevorzugt gegen das Virus direkt, so dass die Gefahr minimal ist, starke Nebenwirkungen bei Menschen auszulösen, die solche Medikamente nehmen müssen. Allerdings sind Viren so minimalistisch aufgebaut, dass die Auswahl der direkten Angriffspunkte gegen sie sehr begrenzt ist. Zudem wandeln sie sich sehr schnell und entwickeln Mutationen, die sie gegen die Arzneistoffe unempfindlich machen. Diese Resistenzbildung ist inzwischen auch bei Bakterien und zugehörigen Antibiotika ein enormes Problem. Bei Viren war und ist sie allgegenwärtig.

Ein Viren-Medikament, das vollständig heilt, ist die Ausnahme

Weil die Therapieforschung gegen Viren mehr Hürden auftürmt als die gegen Bakterien, ist es bisher nur bei einer Viruserkrankung überhaupt gelungen, Präparate zu entwickeln, die Viren im menschlichen Körper vollständig vernichten können und somit zu einer Heilung führen: bei Hepatitis C.

In der Corona-Pandemie wurde es jedoch offensichtlich, dass es trotz der erschwerten Ausgangslage notwendig ist, sich verstärkt um die Suche nach neuartigen Therapieoptionen für Corona-Viren zu bemühen. Nicht zuletzt, weil manche Personen nicht geimpft werden können oder weil sie eine derart schwache Immunantwort auf Impfungen haben – darunter viele Senioren über 80 Jahren –, dass dieser Schutz nicht ausreicht, um schwere Erkrankungen und Todesfälle möglichst zu verhindern.

Tatsächlich verfügen einige Forschungsgruppen bei Corona-Viren bereits über eventuelle Wirkstoffkandidaten, die beim Wirt ansetzen. Sie haben seit Jahren die Virus-Wirt-Interaktion untersucht und sind dabei unter anderem auf solche Hemmstoffe gestoßen. Diese Grundlagenforschung hat sich in der Pandemie als Pionierarbeit herausgestellt, auf die inzwischen weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zurückgreifen, so dass sich die Therapieforschung insgesamt intensiviert.

TMPRSS2: ein Rockstar unter den möglichen, neuartigen Therapieansätzen

Einer dieser als potentiell aussichtsreich geltenden Ansätze stammt aus dem Labor der Molekularvirologin Prof. Dr. Eva Böttcher-Friebertshäuser an der Universität Marburg. TMPRSS2 heißt das Protein, das in den Fokus gerückt ist – und dessen Entwicklung mit Mitteln des Pandemie Netzwerk Hessen vorangetrieben wurde. TMPRSS2 steht für „transmembrane Serinprotease 2“ (englisch: TransMembrane Protease Serine Subtype 2). Grundsätzlich sind Proteasen Enzyme, die andere Proteine spalten können. „Es hat sich herausgestellt, dass diese spezielle Spaltung ausschlaggebend dafür ist, dass das Corona-Virus sein Erbgut überhaupt in die Wirtszelle einschleusen kann“, berichtet Böttcher-Friebertshäuser¹⁾. Anders gesagt: Ohne TMPRSS2 gibt es keine Infektion und damit keine Erkrankung. Mehr noch: Gesunde Wirtszellen selbst scheinen ohne TMPRSS2 keinen Schaden zu nehmen.

Sogar ein vorbeugendes Viren-Medikament scheint durch TMPRSS2 denkbar

„Theoretisch scheint es daher möglich, ein Anti-Corona-Mittel zu entwickeln, das TMPRSS2 im Körper effektiv bekämpft, ohne dass man schwere Nebenwirkungen fürchten müsste“, fasst Böttcher-Friebertshäuser zusammen. Sogar eine Arznei, die man vorbeugend einnehmen könnte, scheint denkbar. „Wegen dieses Potenzials ist TMPRSS2 ist eine Art Rockstar für Corona-Forschende geworden“, sagt Böttcher-Friebertshäuser.

Auch einen Stoff, der TMPRSS2 hemmt, haben die Marburger Forschenden bereits gefunden. MI-1900 nennen sie die Substanz, deren Wirkstärke sie im Pandemie Netzwerk Hessen optimieren. Durch Variationen von einzelnen Teilen der Molekülkette arbeiten sie darauf hin, die notwendige Dosis von MI-1900 zu verringern.

Ermöglicht TMPRSS2 einen Wirkstoff gegen mehrere Atemwegsinfektionen?

„Interessant ist TMPRSS2 als Ansatzpunkt für eine Therapie auch deshalb, weil man damit nicht nur speziell SARS-CoV-2 bekämpfen kann, sondern offenbar grundsätzlich alle Corona-Viren, die den Menschen befallen“, erklärt Böttcher-Friebertshäuser. Und noch mehr scheint – zumindest theoretisch – drin zu sein: menschliche Grippe-Viren und noch weitere Erreger von Atemwegsinfektionen sind ebenso auf die Dienste von TMPRSS2 angewiesen. Im besten Fall könnte sich TMPRSS2 als Ansatz für ein Medikament herausstellen, das gegen mehrere Atemwegsinfekte hilft. Wie ein Breitbandantibiotikum gegen bakterielle Infektionen könnten es Ärzt:innen künftig bei vielen virusbedingten Leiden aus dem Medikamentenschrank holen.

Allerdings ist noch ein weiter forscherischer Weg zu gehen, um beurteilen zu können, ob sich die Erwartungen an TMPRSS2-Hemmstoffe wirklich erfüllen. Beispielsweise ist unklar, welche Funktion das Protein TMPRSS2 für Menschen hat. Das wäre jedoch eine wichtige Information, um sicherer zu sein, dass ein Arzneimittel, das TMPRSS2 ausschaltet, keine gefährlichen Nebenwirkungen hervorruft. Auch der Funktions-Frage geht die Marburger Arbeitsgruppe nach. „Wir haben erste Hinweise, dass TMPRSS2 vielleicht für die Abwehr von bestimmten bakteriellen Infektionen eine Rolle spielen könnte“, sagt Professorin Eva Böttcher-Friebertshäuser.

Besser verstehen, wie es Viren schaffen, auf Menschen überzugehen

Eine weite Aufgabe liegt darin, herauszufinden, wie wesentlich es für die Verbreitung bestimmter Viren ist, das menschliche TMPRSS2-Protein für sich parasitär zu nutzen. Trägt genau diese Fähigkeit dazu bei, dass es unter anderem Grippe oder Corona immer wieder gelingt, Vertreter hervorzubringen, die von Tieren auf Menschen überspringen? Oder fänden diese Viren auch alternative Eintrittspforten für die Infektion von menschlichen Zellen? Womöglich unterschiedliche Zugangswege in verschiedenen Gewebetypen, etwa in der Lunge oder in den Nasenschleimhäuten? Und wo im Lauf der Entstehung einer neuen Virusart finden solche Anpassungen statt? Noch im Tier oder erst im Menschen? Die Antworten könnten helfen, den Stellenwert von möglichen TMPRSS2-Hemmer-Medikamenten genauer zu beurteilen. Ebenso würden sie helfen, das Aufkommen von Pandemien grundsätzlich besser zu verstehen.

Mit Furin haben die Forschenden einen zweiten möglichen Ansatzpunkt im Visier

Die Forschenden um Eva Böttcher-Friebertshäuser nehmen solche Fragestellungen mit in das neue CoroPan-Schwerpunktprogramm. Dabei haben sie noch einen zweiten Pfeil in ihrem Köcher. Sie beschäftigen sich parallel zu TMPRSS2 mit einem weiteren menschlichen Enzym, das Corona-Viren für die Infektion zweckentfremden: Furin. Auch diese Protease braucht das Virus, um sein Spike-Protein nach dem Andocken an die Wirtszelle so verändern zu lassen, dass es in die Zelle eindringen kann. Auch gegen Furin hat die Arbeitsgruppe einen Hemmstoff parat und untersucht weitere grundlegende Zusammenhänge. Denn Furin benötigen nicht nur viele Atemwegsviren, sondern auch zahlreiche andere Erreger, die Menschen zu schaffen machen, wie die von AIDS, Ebola oder Dengue-Fieber.

Die Erforschung von Therapieansätzen gegen riskante Viren hat durch die Corona-Pandemie einen neuen Level erreicht. „Das ist gut und wichtig, um sich für künftige medizinische Herausforderungen durch Viren besser zu wappnen“, sagt Böttcher-Friebertshäuser.

Hier zitierte Forschungsarbeit:

1) Bestle, D. et al. TMPRSS2 and furin are both essential for proteolytic activation of SARS-CoV-2 in human airway cells. Life Sci. Alliance 3, 1–14 (2020)

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Als das Corona-Virus 2020 die bis dahin unbekannte Krankheit COVID-19 über die Welt verbreitete, war eine Frage akut: Wie gefährlich ist das neue Virus SARS-CoV-2? Anfangs vermochte das niemand zu beurteilen. In so einer medizinischen Notlage zählen in der Forschung Schnelligkeit und Sicherheit. Darum rückte eine in Deutschland einmalige Einrichtung in den Fokus der pandemischen Forschung: das BSL-4 Labor des Instituts für Virologie an der Universität Marburg.

BSL-4-Labor in Marburg ist als Einrichtung einer Universität besonders flexibel und schnell

In Deutschland gibt es nur 4 Labore der höchsten Sicherheitsstufe. Drei von ihnen sind an Forschungsanstalten des Bundes angeschlossen. Lediglich das Labor in Marburg gehört zu einer Universität und ist darum besonders flexibel, wenn es darum geht, rasch seine Arbeitsschwerpunkte zu verlagern. Wegen seiner Nähe zum größten deutschen Flughafen in Frankfurt am Main hat es zudem einen Standortvorteil: Gelangen bislang unbekannte Erreger nach Deutschland, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hier einen besonders schnellen Zugang.

Vor allem aber verfügt das BSL-4-Labor in Marburg über eine herausragende Expertise im Umgang mit neuen viralen Krankheitserregern. Sie reicht zurück bis ins Jahr 1967 als ein damals unbekannter Auslöser in Marburg, Frankfurt am Main und Belgrad mehrere Todesfälle verursachte. Das Virus, das heute unter den gefährlichsten der Welt eingestuft ist, war von infizierten Tieren, die in diese drei Städte geliefert worden waren, auf Menschen übergegangen. Das entdeckten Forschende einige Wochen später. Es erhielt den Namen Marburg-Virus.

In Marburg verfügen die Forschenden über Erfahrungen mit den gefährlichsten Viren weltweit

Seither haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Marburg mit fast allen hochpathogenen – also sehr gefährlichen – Viren beschäftigt, die aus der Tierwelt auf den Menschen überspringen. Darunter mit Ebola, neuerdings mit den Affenpocken und auch mit MERS, einem Corona-Virus, das schwere Atemwegserkrankungen auslöst und 2012 weltweit für Aufsehen sorgte. Seit 2007 besteht das momentane BSL-4-Labor.

Tauchen neue Erreger auf, kann die Arbeit im BSL-4-Labor oft innerhalb von einer Woche beginnen

„Unsere besonderen Voraussetzungen erlauben es uns, oft innerhalb einer Woche mit der Forschungsarbeit zu beginnen, wenn ein unbekannter Erreger auftaucht“, fasst Dr. Markus Eickmann zusammen. Der Virologe leitet das BSL-4-Labor mit Prof. Dr. Stephan Becker und wacht unter andrem darüber, welche Forschungsvorhaben sicher umsetzbar sind. „Wir sind in diesem Labor mit allem ausgestattet, was man benötig, um Diagnosemethoden, Impfstoffe und Therapeutika bis zur Zulassung zu entwickeln“, sagt er.

Für die Arbeit im Pandemie Netzwerk Hessen zahlte sich das aus. Dr. Cornelius Rohde vom Institut für Virologie der Uni Marburg berichtet: „Sobald klar war, dass es sich bei dem COVID-19-Erreger um ein Corona-Virus handelt, haben wir mit Studien für wichtige Nachweismethoden, die Neutralisations-Tests, begonnen. Diese Tests fehlten am Markt und wurden dringend benötigt.“ Solche Untersuchungsmethoden braucht man zum Beispiel, um die Immunantwort bei einer Infektion oder nach einer Impfung zu testen und herauszufinden, ob ein Impfstoffkandidat wirkt. Die SARS-CoV-2-Viren für diese Forschungen isolierte das Team aus dem Blut von COVID-19-Patienten, die am Frankfurter Flughafen ankamen.

Nach fast drei Jahren Pandemie warten neue Herausforderungen, etwa weil Resistenzen gegen Medikamente entstehen

Davon ausgehend entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler viele Verfahren selbst, die sie unter anderem für Studien zu Impfstoffen nutzten und aktuell für die Erforschung möglicher neuer Therapieansätze. Einige neuere Varianten des Corona-Virus sich bereits recht unempfindlich gegen die ersten COVID-19-Medikamente. Expert:innen rechnen mit weiteren Resistenzen. Die Therapieforschung gegen Covid-19 ist darum weltweit im Gang und wird die Forschenden des Pandemie Netzwerk Hessen weiter beschäftigen. Mehr als 20 Mitarbeitende verfügen über die notwendige Spezialausbildung, um in einem molekularbiologischen Labor der höchsten Sicherheitsstufe zu arbeiten. Maximal 6 Menschen können die Räume gleichzeitig nutzen. Die Arbeit in maximaler Schutzausrüstung, die einem Astronautenanzug gleicht, ist anstrengend. „Zu Hochzeiten hatten wir Schichtbetrieb rund um die Uhr“, sagt Rohde.

Die 4 Sicherheitsstufen beim Umgang mit Organismen und Zellkulturen in Laboren im Überblick

Die Biostoffverordnung sieht vier Stufen von Sicherheitsmaßnahmen (englisch: biosafety level, kurz BSL) vor, sobald in einem Labor mit Organismen oder Zellkulturen hantiert wird, die eventuell der Gesundheit schaden könnten. Dr. Markus Eickmann fasst zusammen:

• Bei Organismen oder Zellen, die in S1-Laboren bearbeitet werden, ist es sehr unwahrscheinlich, dass sie – selbst wenn sie genetisch verändert werden – Menschen krank machen. Dazu zählen zum Beispiel die Bäckerhefe oder einige Erreger von Krankheiten, die nur Pflanzen bekommen.
• Zu den Viren, die in S2-Laboren untersucht werden, gehören unter anderem Masern- oder Herpesviren – Erreger, die Menschen krank machen, gegen die es aber gute Vorbeugemaßnahmen (wie Impfungen) und/oder Therapien gibt.
• In S3-Laboren forschen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen an Erregern, die sich nicht so einfach eindämmen lassen, so dass im schlimmsten Fall eine größere Anzahl an Menschen erkrankt, darunter das Dengue-Virus und das Gelbfieber-Virus.
• Maximale S4-Schutzmaßnahmen sind immer dann nötig, wenn es gegen einen hochansteckenden Erreger keine Vorbeugung oder Therapie gibt.

„Zu Beginn der Pandemie haben wir SARS-CoV-2 schon rein vorsorglich in unserem S4-Labor bearbeitet“, berichtet Eickmann. Inzwischen ist dieses Virus offiziell in die S3-Risikogruppe eingestuft. „Wir machen dennoch teilweise unter S4-Bedingungen damit weiter“, berichtet er, „weil wir dabei Methoden und Techniken entwickeln, die uns für kommende Erreger hoffentlich einen Vorteil verschaffen.“

Ziel: Grundprinzipien besser verstehen, die harmlosere Viren von besonders gefährlichen unterscheiden

Das Interesse der Forschenden in Marburg gilt dabei nicht nur dem SARS-CoV-2-Virus. Sie möchten die Grundprinzipien besser verstehen, die harmlosere Viren von den besonders gefährlichen unterscheiden. Warum sind manche Viren ansteckender als andere? Und warum lösen einige Viren Krankheiten aus, an denen viele Menschen sterben, während andere nur eine harmlose Unpässlichkeit bedingen?

Sind solche Fragen der Grundlagenforschung beantwortet, wissen Forschende beim nächsten kritischen Erreger womöglich schneller als bisher, an welchen Virusmolekülen sie ansetzen sollen, um ihn zu bekämpfen. „In der aktuellen Corona-Pandemie hat die Zusammenarbeit mit den Forschungseinrichtungen in Hessen sehr gut funktioniert“, findet Eickmann. „Es ist uns gelungen, die Infrastruktur für die Forschung an Diagnostik, Immunantwort und Zielpunkten für Therapeutika für hochpathogene Viren weiter zu verbessern.“ Eine wichtige Vorbereitung.

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Was bringt der Herbst 2022 in puncto Corona? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachten fortlaufend neue Varianten von SARS-CoV-2 . Sie versuchen unter anderem herauszufinden, wo sie sich verbreiten und wie schnell. So hoffen sie, der Politik frühzeitig Hinweise geben zu können, falls beispielsweise eine besonders problematische Corona-Variante in einem Land auftaucht. Schon recht früh in der Pandemie haben sich dafür Abwasseruntersuchungen als nützlich erwiesen.

Abwassermonitoring für Corona-Varianten jetzt im Pilotprojekt-Status

Die Arbeitsgruppe um Dr. Marek Widera am Institut für Medizinische Virologie des Universitätsklinikum Frankfurt war von Anfang an bei der Entwicklung solcher Analysen dabei. Inzwischen beschäftigt sich sein Team mit einem abwasserbasierten mehrstufigen Nachweissystem für neue Corona-Varianten. COVIDready heißt das Pilotprojekt, das dahintersteckt. Das Projektteam arbeitet auch mit öffentlichen Gesundheitsdiensten im Untersuchungsgebiet zusammen. Es geht darum, Anforderungen, Bedürfnisse und Erwartungen in Bezug auf eine umsetzbare digitale Meldekette abzustimmen.

„Aktuell werden Vernetzungsseminare mit Wasserverbänden und Gesundheitsämtern durchgeführt und die Einführung des abwasserbasierten Routine-Monitorings fachlich begleitet“, berichtet Widera.

Frühwarnsystem: schnell, zielgerichtet, spezifisch und günstig

Ein in Frankfurt entwickeltes System zum SARS-CoV-2-Variantennachweis könnte die Effizienz der Corona-Überwachung auch aus weiteren Gründen steigern. „Wir haben einen dreistufigen Ablauf entwickelt“, sagt Widera, „der wichtige Kriterien eines guten Frühwarnsystems erfüllt: Er ist schnell, zielgerichtet und spezifisch für unser Überwachungsziel.“ Dieses Ziel besteht darin, neue Corona-Varianten, die in Deutschland auftauchen, sehr früh und sicher zu erkennen – und von da ab zu beobachten, wie schnell oder langsam sie sich ausbreiten. In einer aktuellen Studie, die noch in der Begutachtung ist, wiesen die Forschenden an den Omikron Subvarianten BA.4 und BA.5 in sechs Abwasseranlagen in Nordrhein-Westfalen exemplarisch nach. Dass ihr Vorgehen wie erwartet funktioniert, konnten sie auch bereits im zurückliegenden Winter 2021/2020 bei Auftauchen der Variante BA.1 unter Beweis stellen.

Grundsätzlich hat es einige Vorteile, das Corona-Virus im Abwasser zu untersuchen. Unter anderem lässt sich eine steigende Zahl von Infektionen im Abwasser häufig früher erkennen als über die üblichen individuellen Corona-Tests. Der Grund: Ein Test wird mittlerweile erst dann gemacht, wenn wir den Verdacht haben, an COVID-19 erkrankt zu sein. Dann liegt die Infektion aber schon einige Tage zurück. Wenn wir auf die Toilette gehen oder uns die Zähne putzen scheiden wir Virus-Partikel jedoch vergleichsweise früh nach der Ansteckung aus. Was dabei im Abwasser landet sind jedoch keine ganzen Corona-Viren. Es sind winzige Einzelteile, die sogenannte Virus-RNA, die niemandem mehr gefährlich werden können, denn außerhalb seiner Wirtsorganismen zerfällt der Erreger sehr schnell. Dass keine infektiösen Corona-Viren im Abwasser nachweisbar sind, wurde bereits zu Beginn der Pandemie von den Frankfurter Forschenden nachgewiesen.

Ein weiterer Vorteil des Abwassermonitorings: Diese grundsätzlichen, aber wichtigen Abschätzungen sind relativ kostengünstig zu haben. Es braucht dafür keine Millionen von einzelnen Corona-Tests. Überdies sind die Trends, die das Abwasser anzeigt, auch zuverlässiger als ein Überwachungssystem, das – wie momentan – auf Zahlen freiwilliger individueller Testungen basiert. In der aktuellen Sommer-Corona-Welle von 2022 hat sich das deutlich gezeigt. Tatsächlich waren jeden Tag sehr viel mehr Menschen mit Corona infiziert, als es die offiziellen Inzidenz-Zahlen vermuten ließen. Viele Infizierte machten keinen PCR-Test, sondern beließen es beim Selbsttest. Doch ohne PCR-Test erfolgt keine Erfassung in der Statistik.

Abwassermonitoring ersetzt persönliche Tests nicht, gibt aber Überblick über die Infektionslage

„Das Abwassermonitoring kann die individuelle Testung nicht ersetzen“, stellt Widera klar. Schon allein um abzugrenzen, ob man COVID-19 hat oder vielleicht doch an einem anderen Infekt leidet. „Doch für allgemeine Bewertung der Infektionslage eignet sich die Abwasserüberwachung hervorragend.“

Das ist keine Selbstverständlichkeit. Eine große wissenschaftliche Herausforderung besteht darin, Testverfahren zu entwickeln, die es mit extrem hoher Genauigkeit ermöglichen, verschiedene Virusvarianten voneinander abzugrenzen. Kommt eine neue – womöglich problematische – Virusvariante in einem Land an, taucht sie zunächst nur ganz vereinzelt im Abwasser auf. Schließlich gibt es anfangs nur einzelne Menschen, die damit infiziert sind. Zwischen der Masse der noch dominierenden, älteren Coronavarianten-Partikel im Schmutzwasser, stellt der neue Erreger eine Minderheit dar, sodass der entsprechende Test extrem empfindlich (sensitiv in der Fachsprache) und noch dazu extrem treffsicher sein muss, um die neuen Varianten auch richtig von den vorausgehenden zu unterschieden.

Dreistufiger Ablaufplan im Abwassermonitoring ermöglicht die genaue Einschätzung

Für jede Variante muss der Test neu angepasst werden. Ein einfaches und universelles Testverfahren haben die Frankfurter Forschenden nun auf die Beine stellen können. Ein dreistufiger Ablauf ermöglicht es, schnell, günstig und genau zu sein. In der ersten Stufe wird in einer großen Anzahl an Kläranlagen zunächst erfasst, ob die gesuchte Corona-Virus-Variante im Abwasser nachweisbar ist. In Stufe zwei lässt sich mit Hilfe der sogenannten digitalen PCR die Anwesenheit der Variante spezifisch bestätigen und die Mengenverhältnisse mehrerer Varianten genau bestimmen und über die Zeit verfolgen. Bei Bedarf lassen sich mit dem sogenannten Next-Generation Sequencing-Verfahren (NGS) die Corona-Varianten anhand eines erweiterten Abbilds des viralen Erbinformation sicher zuordnen.

Die Fäden laufen am Universitätsklinikum Frankfurt zusammen

Die Varianten-spezifische digitale PCR ist eine Methode, die längst nicht jedes Labor anbieten kann. Darum laufen diese Analysen über spezialisierte Einrichtungen – wie die am Universitätsklinikum Frankfurt. „Wegen der Nähe zum Flughafen und der sehr guten Kooperation mit dem Gesundheitsamt gehören wir zu den ersten, die an die Arbeit gehen, wenn neue Varianten bei uns ankommen“, erklärt Widera. „Unsere spezialisierte Laborausstattung, insbesondere das Infektionslabor der Sicherheitsstufe 3, erlaubt es zudem, sehr schnell, die Virusvarianten anzuzüchten und weiterführende Tests zu entwickeln und Analysen vorzunehmen.“

Allerdings läuft das Abwassermonitoring und die Überwachung neuer Corona-Varianten momentan nur in punktuellen Pilotprojekten. Wie in Deutschland momentan die überwiegende Mehrheit dessen, was mit der Corona-Abwasserüberwachung zusammenhängt. Länder wie die Niederlande haben Abwasseranalysen – die auch die EU-Kommission schon länger anrät – bereits flächendeckend etabliert. „Wir gehen aber davon aus, dass in absehbarer Zeit auch alle Bundesländer in Deutschland so ein System einführen“, sagt Widera. „Die Basis dafür ist durch die Pilotprojekte geschaffen.“

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Wie lassen sich in der Corona-Pandemie Menschen am besten schützen, die wegen einer Vorerkrankung ein besonders hohes Risiko haben, schwer an COVID-19 zu erkranken oder daran zu sterben? Mit dieser Frage beschäftigt sich im Pandemie Netzwerk Hessen die Arbeitsgruppe um Professorin Dr. med. Evelyn Ullrich, Internistin, Immunologin und Leiterin des Bereichs Experimentelle Immunologie an der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, in enger Zusammenarbeit mit Dr. med. Ivana von Metzler, Oberärztin aus der Klinik für Innere Medizin II, und Prof. Dr. Sandra Ciesek, Direktorin der Abteilung für Virologie, am Universitätsklinikum Frankfurt. Maßgeblich an der experimentellen Durchführung beteiligt sind dabei der Arzt und Wissenschaftler Dr. med. Julius Enßle und die naturwissenschaftlichen Doktorandinnen Julia Campe und Alina Moter.

Die Antwort auf die Frage, welche Bedeutung der Impfung zukommt, wandelte sich im Lauf der Pandemie. Kein Wunder, denn nicht nur das SARS-CoV-2-Virus veränderte sich weiter. Auch bei den Impfstoffen oder den medikamentösen Therapien gegen COVID-19 gibt es neue Entwicklungen.

Wichtige Erkenntnisse zu Corona-Impfungen für immungeschwächte Menschen

In zwei Studien haben die Forschenden des Universitätsklinikums Frankfurt zusammen mit Partner-Instituten jüngst wichtige Erkenntnisse zum Schutz immungeschwächter Patientinnen und Patienten gewonnen. Die Studien sind in den Fachzeitschriften Blood und Cancer Cell veröffentlicht. Im Fokus der Forschung lag die Untersuchung der Immunantwort bei einer umfangreichen Kohorte von Patientinnen und Patienten, die an einem„Multiplem Myelom“ erkrankt sind, einer Form des Knochenmarkskrebs.

Kurz gefasst geht aus diesen neuen Forschungsarbeiten hervor, dass nach einer dritten Impfung ein guter Schutz gegenüber der ursprünglichen Virusvariante besteht, der Schutz gegenüber der Omikron-Variante jedoch deutlich eingeschränkt ist. Hier könnte ein angepasster Impfstoff gerade bei solchen Risikogruppen eine zusätzliche Verbesserung der Immunabwehr bewirken.

„Wir gehen davon aus, dass eine erneute Booster-Impfung für Menschen mit einem geschwächten Immunsystem hilfreich ist, und halten sie daher für ratsam“, berichtet Ullrich von den Forschungsergebnissen. „Darum wird auch das Ziel einer weiteren Booster-Impfung für alle bedeutsam bleiben und wir hoffen, dass bis zum Herbst Omikron-angepasste Impfstoffe zur Verfügung stehen werden.“

Untersuchungen bei Menschen mit Multiplem Myelom, einem Knochenmarks-Krebs

Wie kommen die Forschenden zu dieser Einschätzung? Das Team um Evelyn Ullrich untersucht das Immunsystem von älteren Menschen, die an einem Multiplem Myelom erkrankt sind und vergleicht es mit dem von Gesunden in einem ähnlichen Alter. Das Multiple Myelom ist eine häufige Form von Knochenmarks-Krebs, die das Immunsystem schwächt. So sind bei vielen Patientinnen und Patienten mit Multiplem Myelom die B-Zellen, Immunzellen, die Antikörper herstellen, sowie manche T-Zellpopulationen vermindert oder nur eingeschränkt vorhanden. Das hat zur Folge, dass diese Patientinnen und -Patienten häufiger an schwerwiegenden Infektionen leiden und weniger gut auf Impfungen ansprechen.

Zu Beginn der COVID-19-Pandemie, als es noch keine Impfstoffe gab, waren Menschen mit Krebserkrankungen besonders stark gefährdet, schwer an COVID-19 zu erkranken und daran zu sterben. Als die ersten Impfstoffe auf den Markt kamen, gehörten sie daher zu den ersten, denen eine SARS-CoV-2-Impfung angeboten wurde. Doch sofort stellte sich die Frage, wie ein stark angeschlagenes Immunsystem auf den Impfstoff reagiert? Kommt es überhaupt zu einem Ansprechen des Immunsystems auf den Impfstoff? Wenn ja: Welche Teile der komplexen Immunantwort des Körpers werden aktiv und wie stark? Schließlich: Ist die erzeugte Immunantwort im Hinblick auf das Erkrankungsrisiko oder die Erkrankungsschwere bei COVID-19 hilfreich?

Erstaunlich guter Zugewinn an Immunität

Was sich herausstellte, ist eine grundsätzlich gute Nachricht: Verglichen mit Gesunden war der durch die erste und zweite Impfung erzeugte Immunschutz zwar vermindert – aber erstaunlich gut, angesichts der Tatsache, dass beim Multiplen Myelom die Antikörperbildung stark eingeschränkt sein kann. Auch die dritte Booster-Impfung brachte einen weiteren Zugewinn der Immunität gegenüber der Ursprungsvariante.

Doch dann breitete sich die Omikron-Variante aus. Nun galt es herauszufinden, ob und wie gut die bereits erhaltenen Impfungen auch davor schützen. Schließlich unterscheidet sich Omikron deutlich von seinen Vorgängern Delta, Alpha und dem Ursprungsvirus, dem Wildtyp.

Neben der serologischen Untersuchung der B-Zell-Immunität, also der Bildung von Antikörpern, untersuchte das Forschungsteam auch die T-Zell-Antwort des Immunsystems. T-Zellen sind Bestandteil der weißen Blutkörperchen und lassen sich in verschiedene Subgruppen mit unterschiedlichen Aufgaben im Rahmen der Immunantwort unterteilen. Die T-Zell-Abwehr des Körpers kommt in Gang, wenn eine Infektion mit einem Erreger auftritt. Dabei interagieren manche T-Zell-Gruppen mit den infizierten Zellen und töten diese ab, andere kommunizieren mit weiteren Immunzellgruppen und stimulieren so die Immunantwort. Das Zusammenspiel der B- und T-Zell-Immunität und deren Interaktion mit weiteren Komponenten des Immunsystems trägt dazu bei, eine schwere Erkrankung zu vermindern; im besten Fall klingt eine Erkrankung rasch wieder ab.

Bei Patientinnen und Patienten mit Multiplem Myelom liegt vorwiegend eine eingeschränkte Antikörperbildung vor, doch die T-Zell-Antwort des Körpers ist meist noch reaktionsfähig. In den aktuellen Studien stellte sich nun heraus, dass jede SARS-CoV-2-Impfung diese T-Zell-Abwehr stimuliert. Der zusätzliche Gewinn durch jede weitere Impfung resultiert aus einer wichtigen Eigenschaft der T-Zellen: Sie tragen zum Gedächtnis des Immunsystems bei, das oft über Jahre oder Jahrzehnte erhalten bleibt. Tritt eine neue Virus-Variante auf, können T-Zellen diese erkennen, sofern sie sich nicht zu sehr von der vorherigen Variante unterscheidet. Die Erkennung funktioniert umso besser, je vielfältiger die T-Zell-Auswahl ist, die durch vorherige Kontakte mit dem Erreger entsteht – sei es durch Impfungen oder durch Infektionen.

Corona-Impfung scheint positive Vielfalt an T-Zellen zu verstärken

Genau diese positive Vielfalt von T-Zellen scheint sich durch jede weitere der bisher drei Impfungen zu verstärken. In weiteren Studien soll nun die T-Zell-Antwort noch genauer ergründet werden. Um die Aufgaben der verschiedenen T-Zell-Gruppen besser zu verstehen, machen die Forschenden dafür Analysen auf der Ebene einzelner Zellen, indem sie der RNA-Moleküle der Immunzellen untersuchen. „Wir möchten herausfinden, warum die T-Zell-Antwort bei verschiedenen Menschen sehr unterschiedlich ist und welcher Zusammenhang mit der Erkrankung und Therapie des Knochenmarkskrebs besteht“, berichtet Ullrich.

Die Erforschung der Funktion der T-Zellen ist deutlich komplexer als beispielsweise die Untersuchung von Antikörper-Titern. Damit solche Forschungsarbeiten wie die der Arbeitsgruppe um Prof. Ullrich gelingen, sind umfassende – auch universitätsübergreifende – Kooperationen nötig. Das untermauern die zwei Studien, die unter Leitung von Prof. Ullrich entstanden sind. Sie sind Ergebnis tiefgreifender Zusammenarbeit von Expertinnen und Experten aus dem Bereich Immunologie, Hämatologie und Onkologie sowie Virologie, gemeinsam gefördert im Pandemie Netzwerk Hessen. Eine besonders erfolgreiche Zusammenarbeit besteht im Konsortium zum Studium der Immunantwort gegenüber SARS-Co-V-2 zwischen dem Team um Prof. Ullrich am Standort Frankfurt und dem Universitätsklinikum Marburg, hier insbesondere mit den Forschungsteams um Prof.Lohoff, Prof. Bauer und PD Dr. Keller.

Rat, mögliche Impfangebote wahrzunehmen

Abschließend ist deutlich geworden: Betroffene profitieren offenbar von Booster-Impfungen. Daher raten die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, entsprechend den aktuell geltenden Empfehlungen, mögliche Impfangebote wahrzunehmen.

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Wie verändert sich das SARS-CoV-2-Virus? Auf welche Varianten müssen wir uns im Herbst 2022 einstellen? Auf solche, die mehr schwere Erkrankungen auslösen als Omikron? Auf welche, die noch ansteckender sind? Oder auf den besonders kritischen Fall, dass Corona ansteckender und krankmachender wird? Natürlich kann niemand die Zukunft voraussehen. Doch je besser man die aktuellen Virus-Varianten versteht, desto treffsicherer lassen sich künftige Szenarien prognostizieren.

Herausfinden, was Omikron fitter macht als die Corona-Vorgänger

Nach dem Auftauchen der Omikron-Variante im November 2021 war eines schnell offensichtlich: Diese Virus-Variante ist deutlich ansteckender als der bis dahin vorherrschende Delta-Typ des Corona-Virus. Wegen dieses Vorteils breitete sich Omikron binnen weniger Wochen weltweit rasant aus. Es infizierte in den vergangenen Monaten auch Millionen Menschen in Deutschland. Außerdem verdrängte es die Delta-Variante.

Während diese Erkrankungswelle durchs Land lief, waren Forschende weltweit damit beschäftigt herauszufinden, was Omikron fitter macht als seine Virus-Vorgänger. Das Wissen um diese Wettbewerbsvorteile hilft womöglich, künftige Virus-Varianten schneller zu beurteilen.

Wandelt sich ein Virus, lassen sich die Veränderungen im Erbgut – die Mutationen – sehr schnell feststellen. Länger dauert es deren Auswirkungen zu erforschen. Mutationen beeinflussen auf der Zell- und Molekülebene die Reaktionen zwischen dem Virus und seinem Wirt – bei der Corona-Pandemie dem Menschen. Aber wie genau?

Omikron widersteht der ersten Abwehrlinie, der Typ-1-Interferon-Antwort, besser

Ein Team um Professor Friedemann Weber, Leiter des Instituts für Virologie an der Universität Gießen, hat nun herausgefunden, dass Omikron deutlich widerstandsfähiger gegen die erste Immunantwort des Körpers ist als seine Vorgänger. Die Typ I-Interferone können ihm vergleichsweise wenig anhaben. Die Studie ist gerade vom Fachjournal PNAS Nexus akzeptiert.

Interferone zählen zu den Zytokinen. Das sind Botenstoffe, die der Körper immer bildet, sobald das Immunsystem reagiert. „Typ-I-Interferone wirken wie ein natürliches Virostatikum“, erklärt Weber. „Sie stoßen einen Prozess an, der die Vermehrung des Virus sehr schnell nach dem Kontakt mit einer Wirtszelle hemmt.“ Diese Interferone bilden also die erste Verteidigungslinie des Immunsystems. Meist gelingt es durch die Interferon-Antwort einen eingedrungenen Erreger so effektiv niederzuhalten, dass gar keine Ansteckung erfolgt. Wir bleiben gesund.

„Die Omikron-Variante schafft es besser als vorherige Corona-Varianten, die Interferon-Antwort zu umgehen“, beschreibt Weber die neuen Forschungsergebnisse im Rahmen des Pandemie Netzwerk Hessen. „Das könnte einer der Gründe dafür sein, dass Omikron ansteckender ist und die Delta-Variante verdrängt hat.“

Omikron kann sich ungehinderter im Körper einnisten

Auf der einen Seite löst Omikron eine geringe Interferon-Antwort aus. Das Immunsystem reagiert nur schwach auf das Eindringen des Erregers. Auf der anderen Seite ist es auch deutlich widerstandsfähiger gegen den antiviralen Effekt der Interferon-Antwort. Diese Fähigkeiten des Virus lassen sich wahrscheinlich spezifischen Mutation zuordnen und könnten dafür sorgen, das Omikron lange unter dem Radar der Abwehr fliegt und sich ungehinderter einnisten kann.

Solche Zusammenhänge zu erfassen, hilft dabei, das Risiko abzuschätzen, wenn das Corona-Virus das nächste Mal mutiert.

Typ-1-Interferone sind ein wesentlicher Bestandteil des angeborenen Immunsystems, das manchmal auch unspezifisches Immunsystem genannt wird. Der wesentliche Unterschied zum erworbenen Immunsystem, zu dem beispielsweise Antikörper gehören: Das angeborene Immunsystem kann Erreger abwehren, die es noch gar nicht kennt. Es regiert unmittelbar auf alles, was nicht in den Körper gehört – und ist darum schnell. Eine Interferon-Antwort in einer infizierten Zelle ist schon ein paar Stunden nach dem Eindringen im Gange. Bis der Körper Antikörper bildet, vergehen dagegen Tage und Wochen.

Typ-1-Interferone bilden einen lebenswichtigen Schutzschild

„Wir atmen ständig irgendwelche Mikroorganismen ein“, erklärt der Biologe Friedemann Weber. „Aber wir werden nur sehr selten krank, unter anderem weil die Typ-1- Interferon-Antwort die meisten Viren sofort niederringt.“ Dieser Schutzschild ist lebenswichtig. Menschen mit Gendefekten in diesem Interferon-Signalweg sterben meist im Kindesalter. Alle Körperzellen können Typ I-Interferone bilden, wenn sie von einem Erreger befallen werden. Sie sondern diese ab. Dadurch erfahren die umliegenden Zellen von der Gefahr und beginnen, Proteine zu erzeugen, die sich aktiv gegen das Virus richten.

Viele Viren, darunter das Corona-Virus, besitzen jedoch Gegenstrategien. Sie haben Erbanlagen für Proteine, welche die Typ-1-Interferon-Antwort abschwächen oder womöglich massiv blockieren können. Mutationen an diesen Erbanlagen können mitentscheiden, wohin sich Corona entwickelt – ob es harmloser wird oder gefährlicher.

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Manche Menschen, die eine COVID-19-Erkrankung durchgemacht haben, sind auch Wochen und Monate später nicht wieder gesund. Mediziner:innen sprechen von Long-COVID, wenn mindestens vier Wochen nach der Infektion noch Folgen zu spüren sind. Unter dem Begriff Post-COVID fassen sie Gesundheitsprobleme zusammen, die drei Monate oder länger nach der Corona-Infektion noch bestehen.

Betroffene von Long-COVID stoßen oft auf Unverständnis

An der Ambulanz der Klinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie am Universitätsklinikum Frankfurt versorgt Dr. Juliane Müller Patientinnen und Patienten, die nach der Virus-Erkrankung unter Depressionen oder Ängsten leiden, die sich kaum mehr konzentrieren können, Merkprobleme haben oder chronisch müde sind und schnell erschöpft. Ihre Erfahrung: „Viele dieser Menschen sehen sich mit Unverständnis konfrontiert.“

Mögliche Gründe: Long-COVID und Post-COVID sind für die Medizin ganz neu und folglich kaum erforscht. „Die Ursachen sind noch recht unklar und vermutlich vielgestaltig“, erklärt die Oberärztin der Akutpsychiatrischen Aufnahmestation und Post-COVID Ambulanz. „Auch das Krankheitsbild ist individuell sehr unterschiedlich.“ Zudem weiß niemand genau, wie viele Menschen in Deutschland aktuell an Long-COVID oder Post-COVID leiden. Expert:innen nehmen an, dass mindestens zehn Prozent der Menschen Beeinträchtigungen durch Corona spüren, auch den der PCR-Test längst wieder negativ ist. Diese Schätzungen basieren auf Studien aus mehreren Ländern. Die Prozentzahlen schwanken, unter anderem weil bislang nicht in jeder Studie gleich definiert ist, was Long- oder Post-COVID für Symptome und Schweregrade der Beschwerden umfasst.

Noch sind die Langzeitfolgen einer Corona-Infektion also schwer zu fassen. Darum reißt die Diskussion nicht ab, ob Betroffene ihre Beschwerden womöglich übertreiben. Frei nach dem Motto: Die Pandemie macht doch jedem irgendwie zu schaffen. Und wenn die Infektion vorbei ist, ist man automatisch genesen.

Über eine Ambulanz finden Long-COVID-Betroffene meist den Weg zu einer passenden Therapie

„So ist es aber nicht“, betont Juliane Müller. Unter anderem hat jüngst das Robert Koch-Institut (RKI) den gegenwärtigen Kenntnisstand zu den Langzeitfolgen einer Corona-Infektion zusammengefasst. Die Patientinnen und Patienten in der Sprechstunde der Psychiaterin „haben meist schon einen langen Weg hinter sich. Ihre Corona-Infektion liegt bereits mehrere Monate zurück.“ Diese Post-COVID-Betroffenen empfinden es häufig als „entlastend, dass sie hier erstmals offen über ihre Beschwerden reden können“, berichtet Müller. Maximal 12 neue Post-Covid- Patienten pro Quartal kann die Ambulanz an der psychiatrischen Uniklinik in Frankfurt momentan annehmen. Zusammen mit weiteren Long- und Post-COVID-Ambulanzen in Hessen ist sie vor allem zuständig für eine differenzierte Diagnose sogenannter neuro-psychiatrischer Corona-Folgen.

Die Behandlung erfolgt dann häufig anderswo. In der Ambulanz klären die Ärzt:innen Fragen wie die folgenden: Stehen die psychischen Beschwerden wirklich mit Corona im Zusammenhang? Bestand schon vor der Infektion eine psychische Erkrankung? Oder haben die Symptome womöglich eine ganz andere Ursache? Eine exakte Diagnose ist wichtig, um die richtige Therapie empfehlen zu können.

Für Long-Covid und Post-Covid existieren seit einigen Monaten Behandlungsleitlinien. Die Therapiewege orientieren sich an den Symptomen, da die Ursachen der neuen Erkrankungen noch unerforscht sind.

Neurologische und psychische Symptome von Long-COVID, wie Nebel im Kopf oder Erschöpfung

Allein den psychiatrischen Bereich fallen mehrere unterschiedliche Krankheitsbilder mit unterschiedlichen Symptomen.

• Typische kognitive Beeinträchtigungen nach einer Covid-19-Erkrankung sind zum Beispiel: Brain-Fog, ein Gefühl von Nebel oder Watte im Kopf, das es einem unmöglich macht, klar zu denken und sich zu fokussieren; starke Konzentrationsprobleme, Aufmerksamkeitsstörungen und schnelle Ablenkbarkeit; Merkprobleme.
  Als Therapie kommt dann eventuell eine spezielle Ergotherapie zum Gedächtnistraining in Frage. „Es erfordert meist Wochen oder Monate intensiven Trainings“, berichtet Oberärztin Juliane Müller. „Aber es ist erfolgversprechend.“
• Zu den affektiven Störungen gehören Depressionen und Angst oder auch Niedergeschlagenheit, Freud- und Interesselosigkeit. Solche Erkrankungen lassen sich mit Medikamenten und/oder einer Psychotherapie behandeln.
• Belastungsintoleranz ist eine weitere häufige Coronafolge, die einer neurologischen und psychiatrischen Abklärung bedarf. Betroffene leiden beispielsweise an Fatigue, das sind Erschöpfungszustände weit jenseits einer normalen Müdigkeit. Sie können auch schlagartig und bereits bei kleinsten Belastungen einsetzen. Andere Patient:innen schaffen es gar nicht erst, aus dem Bett aufzustehen. Auch hier kann eine Psychotherapie eine Unterstützung bieten. „Gerade bei solchen Beschwerden haben es Betroffene schwer, anderen Menschen zu vermitteln, wie schlecht es ihnen wirklich geht“, berichtet Müller.

Selbsthilfegruppen sind da womöglich eine wichtige Option für Menschen mit Long-COVID und Post-COVID. In einem Umfeld, in dem es an Erfahrungswerten und oft am Verständnis der umgebenden Menschen fehlt, kann der Austausch mit anderen Betroffenen wahrscheinlich entlasten und ermutigen. „Allerdings stehen wir hier in Hessen damit noch ziemlich am Anfang“, sagt Müller. Einen bundesweiten Überblick über die Corona-Selbsthilfe bietet Nakos, die Nationale Kontakt- und Informationsstelle zur Anregung und Unterstützung
von Selbsthilfegruppen.

Häufig bestehen neben diesen neuropsychiatischen Beeinträchtigungen noch andere Beschwerden wie Kurzatmigkeit, Herzbeschwerden oder Riech- und Schmeckstörungen. „Das Corona-Virus kann ganz verschiedene Organe befallen, darunter auch das zentrale Nervensystem und somit auch das Gehirn“, erklärt Müller. „Diese Bandbreite macht es so schwer, die daraus resultierenden Erkrankungen genau zu sortieren und zu beschreiben.“

Die Ursachen von Long-COVID sind womöglich Entzündungen

Eine mögliche Erklärung für die Unterschiedlichkeit der Corona-Spätfolgen: Das Corona-Virus scheint überall im Körper Entzündungen an der Innenwand (Endothel) der kleinen Blutgefäße auslösen zu können. Das schädigt beispielsweise Lunge, Muskeln, Gehirn, Herz oder Nieren. Welches Organ am stärksten betroffen ist, scheint von individuellen Faktoren abhängig zu sein, die doch nicht im Detail erforscht sind. Darum kann am Ende bei einer Patientin das Herz stärker in Mitleidenschaft gezogen sein, während bei einem anderen Patienten die Konzentration stark nachlässt. Eine andere Ursachen-Hypothese bringt Post- und Long-COVID mit Autoimmunreaktionen – ausgelöst vom Corona-Virus -in Zusammenhang.

Noch lässt sich der wirkliche Grund für lang andauernde negative Corona-Nachwirkungen wegen der kurzen Forschungszeit nicht ausmachen. „Es ist aber wahrscheinlich, dass es sich um ein immunvermitteltes Phänomen handelt“, sagt Professor Andreas Reif, Direktor der Klinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie am Universitätsklinikum Frankfurt. „Der menschliche Körper reagiert auf einen Erreger, in diesem Fall auf Corona.“ Von anderen Virus-Erkrankungen ist bereits bekannt, dass nach dem Abklingen der Infektion und der akuten Entzündungen psychiatrische Symptome auftreten können.

Wer ist besonders gefährdet für Long-COVID? Die Risikogruppen unterscheiden sich stark

Was die Situation der Betroffenen ebenfalls erschwert: Es gibt keine eindeutige Risikogruppe für Long- oder Post-COVID. Vielmehr haben es die Ärzt:innen gehäuft mit Erkrankten aus zwei scheinbar ganz unterschiedlichen Patientenkreisen zu tun:

• Zum einen sind da Menschen, die sehr schwer an Covid-19 erkrankt waren. Sie verbrachten Wochen oder Monate im Krankenhaus, wurden beatmet oder waren sogar auf die Ecmo-Unterstützung angewiesen – jene Therapie, für die Patient:innen in ein sogenanntes künstliches Koma versetzt werden. Nach einer derart langen, zehrenden Krankheit und der anstrengenden Behandlung ist die geistige Leistungsfähigkeit bei vielen zunächst eingeschränkt und die Rückkehr in den Alltag mühsam.
• Zum anderen sind von Post- oder Long-COVID auch auffällig viele jüngere Menschen betroffen, deren COVID-19-Erkrankung milde verlief. „Diese Menschen stehen mitten im Beruf und in der Familienphase“, beschreibt es Psychiaterin Juliane Müller. „Und auf einmal ist der Alltag und die Arbeit nicht mehr möglich.“ Manche diesee Patient:innen sind dann auch krankgeschrieben.

Corona-Impfung mindert das Risiko für Long-COVID – oder es bessert sich schneller

Im Prinzip können Corona-Spätfolgen jede und jeden treffen. Mittlerweile gilt es jedoch als sicher, dass ein vollständiger Impfschutz das Risiko vermindert. Außerdem erholen sich Geimpfte durchschnittlich um einige Wochen schneller von Long- und Post-COVID. Ihre Beschwerden sind auch oft weniger schlimm.

Wie lässt sich Patient:innen mit psychiatrischen und kognitiven Corona-Folgen möglichst gut helfen? Um der Antwort einen Schritt näher zu kommen, versuchen Wissenschaftler:innen um Andreas Reif, die Betroffenen möglichst früh zu entdecken. In einem Kooperationsprojekt mit der Inneren Klinik am Universitätsklinikum Frankfurt verfolgen sie die gesundheitliche Entwicklung von Patient:innen mit, die wegen COVID-19 in der Inneren Klinik behandelt wurden. „Es sind Patient:innen, deren Daten wir teilweise schon seit der ersten Coronawelle erfassen“, berichtet Reif. In der Reihenuntersuchung, einem Screening, überprüfen die Forschenden regelmäßig, ob diese Menschen neuropsychiatrische Probleme entwickeln. Noch ist das Projekt nicht abgeschlossen, Aussagen lassen sich noch nicht treffen.

Als nächstes: Eine Post-COVID-Ambulanz über das Pandemie Netzwerk Hessen

Ein weiteres Projekt soll demnächst über das Pandemie Netzwerk Hessen starten. Dabei soll die Versorgung von Menschen mit Post-COVID-Störungen insgesamt am Klinikum Frankfurt noch strukturierter erfolgen. Zusammen mit den Psychiater:innen sind an diesem interdisziplinären Ansatz unter anderem Kardiologie, Infektiologie und Pneumologie beteiligt. Professorin Maria Vehreschild und Professor Gernot Rohde steuern das Projekt, das sich gerade in der Planung befindet. „Weil von Post-COVID mehrere Organsysteme betroffen sein können, ist es wichtig, dass sich alle Ärzt:innen, die in eine Behandlung einbezogen sind, gut abstimmen“, erklärt Reif.

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Maske tragen, wann immer man Kontakt mit Menschen hat, die durch Corona besonders gefährdet sind! Das ist in der gegenwärtigen Pandemie-Situation für junge, gesunde Menschen wichtiger als eine 4. Impfung (gleichbedeutend mit der 2. Auffrischungsimpfung). Das ist ein zentrales Ergebnis einer aktuellen Studie des Pandemie Netzwerks Hessen. Die Arbeit¹ des Teams um Professorin Sandra Ciesek, Direktorin des Instituts für Medizinische Virologie am Universitätsklinikum Frankfurt, wurde kürzlich als Preprint veröffentlicht und ist gerade in der Begutachtung durch andere Wissenschaftler:innen. Sie liefert Anhaltspunkte, für wen jetzt, mitten in der Omikron-Welle, eine zweite Auffrischungsimpfung sinnvoll ist.

Studie zur 2. Boosterimpfung gegen Corona für jüngere, gesunde Menschen

„Diese Forschungsfrage ist auch aus dem Alltag heraus entstanden“, berichtet Sandra Ciesek. „Alle Menschen, die in einer Klinik arbeiten oder in der Pflege tätig sind, stehen ja vor der Entscheidung, sich zum vierten Mal gegen Corona impfen zu lassen. Dabei geht es um den eigenen Schutz vor einer Infektion und um den Schutz der gefährdeten Personengruppen, mit denen Ärzt:innen und Pflegende täglich umgehen.“ Die Untersuchung bringt außerdem wissenschaftliche Hinweise für die öffentliche Diskussion darum, ob ein zweiter Booster vielleicht aktuell für alle Erwachsenen in Deutschland ratsam wäre.

Für die Studie haben die Frankfurter Forschenden die Veränderung relevanter Antikörper-Level im Blut nach einer 4. Corona-Impfung untersucht. Teilgenommen haben 26 Beschäftigte im Gesundheitswesen, die einen 2. Booster ungefähr 4,5 Monate nach der dem ersten erhalten haben. Die Teilnehmenden waren im Durchschnitt knapp 50 Jahre alt. Die Studie bezog sich darum nicht auf ältere Menschen oder Immungeschwächte – also nicht auf Personengruppen, die immer noch besonders gefährdet sind, an Corona zu erkranken, selbst wenn sie bereits geimpft und geboostert sind.

„Wahrscheinlich kaum zusätzlicher Schutz vor Ansteckung mit Omikron“

Das wesentliche Ergebnis: „Für jüngere Menschen, die außerdem gesund sind, erhöht ein zweiter Booster den Schutz vor einer Ansteckung mit der aktuell grassierenden Omikron-Variante wahrscheinlich nur unwesentlich“, fasst Ciesek zusammen. „Vor allem, wenn die erste Boosterimpfung erst wenige Monate zurückliegt.“ Denn: Nach der 4. Impfung – erfolgt etwa 4,5 Monate nach der 3. – stieg die Menge der neutralisierenden Antikörper gegen die Omikron-Variante im Blut nicht in relevantem Maße an. Die untersuchten Personen hatten also nicht mehr von diesen Antikörpern, die sie in der aktuellen Welle schützen könnten, als nach der 3. Impfung.

Die Menge der neutralisierenden Antikörper im Blut ist ein wichtiges Maß, um den Schutz vor einer Ansteckung zu beurteilen. Als neutralisierend bezeichnen Forschende jenen Typ von IgG-Antikörpern, der sich an das Spike-Protein auf der Oberfläche des Coronavirus heftet, so dass das Virus dann nicht mehr in die Körperzellen eindringen kann. Je weniger Coronaviren es aus dem Blut heraus in die Zellen schaffen, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit einer Infektion.

Ein weiteres Ergebnis: Die T-Zell-Aktivierung war zum Zeitpunkt der 4. Impfung noch sehr gut. T-Zellen sind die Dirigenten des Immunsystems. Sie kreisen im Blut. Treffen sie dort auf ein Antigen, das ihnen bekannt vorkommt – wie den Impfstoff gegen Corona – stoßen sie eine gezielte Immunabwehr an. Diese Reaktion dauert ein bisschen. Darum lässt sich durch die T-Zell-Aktivierung zwar eine Infektion oft nicht mehr verhindern, wohl aber ein schwerer Verlauf.

Dreifach geimpft? Noch scheint der Schutz vor schweren Verläufen für jüngere Gesunde gut

„Für den Schutz vor einer schweren Corona-Erkrankung benötigen jüngere, gesunde Menschen momentan offenbar keinen zweiten Booster wenige Monate nach der 3. Impfung“, folgert Ciesek.

Insgesamt bestätigt die Frankfurter Studie im Zuge des Pandemie Netzwerks Hessen Erkenntnisse, die kürzlich auch Untersuchungen in Israel erbrachten, wo bereits viele, auch jüngere Menschen eine vierte Impfung erhalten haben.

Maske tragen: Um gefährdete Menschen vor Corona zu schützen

Wenn eine 4. Impfdosis kurz nach der dritten für viele Menschen nichts dazu beiträgt, sich gegen Omikron besser abzusichern – wenn man also mit und ohne diesen zweiten Booster stets Gefahr läuft, bereits damit infiziert zu sein und womöglich andere anzustecken: Was ist dann die beste Schutzmaßnahme? „Maske tragen“, betont Ciesek. „Das ist für dreifach Geimpfte wichtig, um die vulnerablen Menschen, also ältere und immungeschwächte, vor einer Ansteckung zu schützen.“

Für die gefährdeten Menschen selbst könnte eine zweite Boosterimpfung recht bald nach der ersten durchaus Sinn machen. „Ab einem Alter etwa ab 70 Jahren“, berichtet Ciesek, „sinkt die Menge der Antikörper im Blut schneller ab als bei Jüngeren. Eine erneute Impfung hebt sie dann wieder auf das Level der letzten Immunisierung.“ Außerdem weisen die verfügbaren Studien zur Immunantwort auf Corona in eine Richtung: Insbesondere Menschen mit einem geschwächten Immunsystem benötigen durchschnittlich mehr Impfdosen, um überhaupt ein erstes Mal einen ausreichenden Antikörperschutzwall zu bilden. Zu den Arbeiten², die darauf hinweisen zählt auch eine Studie der Gruppe um Ciesek.

4. Corona-Impfung jetzt: Für Gefährdete kann das sinnvoll sein

Die Bewertung lautet also: Eine 4. Impfung jetzt für gefährdete Personen und gesunde Jüngere können noch abwarten. Wie viele Analysen in der Corona-Pandemie entspricht das einer Moment-Aufnahme. Sobald sich ein relevanter Faktor ändert, kann eine neue Beurteilung nötig werden. „Wir können aktuell gar nicht wissen, ob die gesunden und jungen Menschen womöglich in einigen Monaten doch eine 4. Impfung benötigen, weil ihre Antikörper-Spiegel dann tief abfallen“, klärt Ciesek. Momentan lautet ihr Fazit: abwarten.

Dahinter steckt auch die Annahme, dass es in absehbarer Zeit womöglich weitere, an die Omikron-Varianten BA.1 und BA.2 besser angepasste Impfstoffe geben wird. Sie könnten womöglich dann doch auch Jüngere vor einer Ansteckung schützen. Noch erstrebenswerter wären wohl Universal-Impfstoffe gegen Corona. So ein Impfstoff enthielte Antigene mehrerer Corona-Varianten, die sich biologisch deutlich unterscheiden.

Warten auf Impfstoffe, die Ansteckungsschutz wieder erhöhen

Die Hoffnung: Das Immunsystem bildet dann auch gegen all diese Varianten Antikörper, so dass es keinen Unterschied mehr macht, ob man gerade mit Alpha, Delta oder Omikron Kontakt hat. Im Idealfall ist die Körperabwehr dann sogar gegen zukünftige Varianten gerüstet. Derzeit ist die Omikron-Variante das erste Coronavirus, das stark vom Ursprungsvirus abweicht. Alpha und Delta ähnelten diesem.

Die derzeit zugelassenen Impfstoffe richten sich alle gegen die ursprünglicheren, ähnlichen Viren, weshalb sie gegen das neuere Omikron nicht ideal wirken. Das Konzept, mehrere Virus-Varianten mit einem Auffrischimpfstoff abzudecken, existiert bereits bei der Grippe. Bei Corona wird daran gearbeitet. Womöglich reicht es, wenn jüngere und gesunde Menschen erst später mit so einem neuen Booster ihre Immunisierung auffrischen.

Hier zitierte Forschungsarbeiten:

1) Katharina Grikscheit, Holger Rabenau, Zahra Ghodatrian et al. Characterization of antibody and T-cell response after second booster vaccination, 30 March 2022, PREPRINT (Version 1) available at Research Square

2) Characterization of the humoral immune response to BNT162b2 in elderly residents of long-term care facilities five to seven months after vaccination. Marla Delbrück, Sebastian Hoehl, Tuna Toptan, Barbara Schenk, Katharina Grikscheit, Melinda Metzler, Eva Herrmann, Sandra Ciesek medRxiv 2021.11.09.21266110

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