DetektiVir: Ad-hoc-de-novo-Detektion viraler Erreger mit adaptiver Diagnostik zur Verhinderung von Epidemien
Ständig entstehen neue Krankheiten, auf die unser Immunsystem noch nicht vorbereitet ist. In unserer globalisierten Welt können sich diese Krankheiten schnell verbreiten. Im Forschungsprojekt DetektiVir wurde ein System entwickelt, das die Suche nach neuen Viren erleichtert. Dabei wurden die Arbeitsschritte von der Probenahme bis zur Verwertung des Testergebnisses perfekt aufeinander abgestimmt. So trägt das Projekt dazu bei, dass Maßnahmen gegen neue Erreger schneller eingeleitet und eine Verbreitung des Erregers eingedämmt werden können.
Viren Schritt für Schritt entschlüsseln: Bei einer drohenden Pandemie ist eine schnelle Diagnostik entscheidend. Ein vom BMBF gefördertes Projekt hat dafür eine Datenbank für die Entschlüsselung unbekannter Viren aufgebaut. Mikrobiologin Dr. Anne Pohlmann erklärt im Interview mit bmbf.de, welche Vorteile das hat.
bmbf.de: Frau Pohlmann, MERS, SARS, „2019 nCoV“: Warum sind es immer wieder Coronaviren, die als mögliche Pandemie-Erreger Schlagzeilen machen?
Anne Pohlmann: Coronaviren sind auf sehr viele verschiedene Wirte angepasst – überwiegend auf Tiere. Zudem sind sie genetisch sehr variabel. Das heißt, sie verändern häufig ihr Erbgut. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ihnen in einer neuen Variante der Übergang auf einen neuen Wirt gelingt – so wie es aktuell mit dem neuartigen Coronavirus „2019 nCoV“ in China geschehen ist.
Hilft diese „Verwandlungskunst“ den Viren, sich lange Zeit unerkannt zu verbreiten?
Ja, das erschwert natürlich den Nachweis. Beim ersten Auftreten haben wir es meist mit Erregern mit völlig neuen Gensequenzen zu tun. Wir wissen also nicht, „wer“ die Infektion verursacht hat. Doch gerade diese Information – also die schnelle Diagnostik – kann entscheidend sein, um Epidemien und Pandemien zu verhindern.
Im BMBF-geförderten Projekt „DetektiVir“ haben Sie sich genau das zum Ziel gesetzt: Neue Viren schnell erkennen und Nachweise entwickeln. Aber wie kommt man einem „Unbekannten“ auf die Schliche?
In dem wir sein Erbgut Stück für Stück entschlüsseln! Mit neuesten Methoden wie dem Next Generation Sequencing oder der Microarray-Diagnostik können wir die Nukleinsäuren der Viren analysieren. Das sind die Träger aller Erbinformationen – also die DNA und die RNA. Durch diese Analyse erhalten wir detaillierte Infos über die Eigenschaften der Viren.
Was lernen Sie aus diesen Infos?
Das Wissen hilft uns, neue Diagnostika zu entwickeln. Zum einen kann das der reine Nachweis sein. Also: Wer hat wirklich das gesuchte Virus? Zum anderen können wir mit sogenannten Antigen-basierten Nachweisen ganze Infektionsketten aufzeigen. Also: Bei welchem Wirt war das Virus schon einmal; wo liegt möglicherweise der Ursprung? Das lässt sich indirekt über Antikörper des Wirts nachweisen.
…und dennoch müssen Sie erst warten, bis sich neue Viren zeigen. Gibt es keine Möglichkeiten der Prävention?
Doch – indirekt, indem wir Daten sammeln. Umso mehr Proben wir aus der Umwelt und dem Tierreich analysieren, desto schneller und besser können wir auch auf neue Viren reagieren. Daher haben wir in unserem Projekt eine Datenbank aufgebaut, in der alle Daten intelligent verknüpft und ausgewertet werden. So können wir neue Viren mit Altbekannten vergleichen, Gemeinsamkeiten finden oder Unterschiede erkennen. All das hilft bei der schnellen Diagnose – und somit auch dabei, eine weitere Ausbreitung zu verhindern.
Frau Pohlmann, wir danken Ihnen für das Gespräch.
Weiterführende Informationen zum Verbundprojekt
Förderkennzeichen 13N13783 bis 13N13785
Projektlaufzeit 10/2015 - 12/2018
Abschlussberichte der Teilvorhaben:
Teilvorhaben 13N13783: Optimierung der in-lab und in-silico Verfahren zur metagenomischen Virusdetektion (Friedrich-Loeffler-Institut Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Greifswald)
Teilvorhaben 13N13784: Serologische Erregercharakterisierung mittels Peptidarray (JPT Peptide Technologies GmbH, Berlin)
Teilvorhaben 13N13785: Erforschung einer Workflow-basierten, für Gensequenzen und Peptide ausgelegten Softwareplattform mit zentraler Datendrehscheibe (SCOPELAND Technology GmbH, Berlin)