Immer häufiger treten neue Viren auf, die mögliicherweise das Potential haben, eine Pandemie auszulösen. Dies wiederum vergrößert die Bedeutung einer soliden Pandemievorsorge. Ein neues EU-Projekt unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig hat das Ziel, antivirale Therapien für neu auftretende Viren zu entwickeln.

Das neue EU-Projekt COMBINE („Comparative Signature of Marburg Virus Cell Activation as a Blueprint for the Identification of Antiviral Targets against Newly Emerging Viruses“) soll anhand des Marburg-Virus (MARV) näher beleuchten, wie Viren in Zellen eindringen und neue Ziele für antivirale Strategien identifizieren.

„Wir werden eine Kombination aus innovativen Ansätzen anwenden, um die Signatur der Virus-Zell-Aktivierung zu identifizieren, die Mechanismen der Virusbindung und des Viruseintritts zu charakterisieren und neuartige Inhibitoren und Impfstoffkandidaten zu entwickeln. Unter Verwendung des Marburg-Virus als hochpathogenes BSL-4-Modellvirus bietet dieser neuartige Ansatz einen umfassenden Einblick in den Viruseintrittsprozess, wobei zwischen der anfänglichen Anheftung und der anschließenden zellulären Aktivierung und Internalisierung unterschieden wird“, sagt Projektkoordinator Prof. Christian Sieben, Leiter der Forschungsgruppe „Nanoinfektionsbiologie“ am HZI.“

Das Projekt wird nicht nur entscheidende Erkenntnisse über den Zelleintritt von MARV liefern, sondern auch eine innovative experimentelle Pipeline zur Identifizierung und Bekämpfung von Proteinen entwickeln, die am Anheftungsprozess des Virus beteiligt sind; ein entscheidender Faktor bei der Bekämpfung von Virusausbrüchen. Zudem streben die Wissenschaftler:innen die Schaffung eines vielseitigen, anpassungsfähigen Bauplans an, der länderübergreifende Kooperationen zur Entwicklung neuartiger Medikamente und Impfstoffe gegen neu auftretende Viren erleichtert. Die im Rahmen des Projekts durchgeführten Forschungsarbeiten werden daher nicht nur das Wissen über den Zelleintritt des Marburg-Virus und die therapeutischen Möglichkeiten erweitern, sondern auch eine Technologie-Pipeline schaffen, die schnell auf andere neu auftretende Viren angewendet werden kann, heißt es in einer Presseerklärung des HZI.

HZI

Bakterien haben verschiedenen Immunitätssysteme entwickelt, um sich gegen Viren zu schützen. Einige dieser Strategien konnten bereits von Forschenden entschlüsselt werden. Einem internationalen Team aus Wissenschaftlern unter der Beteiligung der Professoren Marc Erhardt und Philipp Popp vom Institut für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin ist es nun gelungen, die Struktur und Funktionsweise eines neuartigen bakteriellen Abwehrsystems gegen die sogenannten Phagen zu enträtseln.

Das nach der Figur Zorya in der slawischen Mythologie benannte System erkennt Phagenangriffe und aktiviert eine frühzeitige und präzise Abwehr, die das Virus unschädlich macht. Bemerkenswert ist das System, da die Wirtszelle bei dem Prozess nicht abstirbt. „Zorya ist wie ein Frühwarnsystem mit einem Schutzschild. Es erkennt die ersten Anzeichen eines Angriffs und reagiert blitzschnell, um den Eindringling abzuwehren“, erklärt Prof. Erhardt. „Die Entschlüsselung des Zorya-Systems war wie das Öffnen einer Schatztruhe. Man entdeckt immer wieder neue Facetten dieses molekularen Meisterwerks“, sagt der Berliner Wissenschaftler weiter.

Eindringende Phagen verursachen kleine Veränderungen in der Zellhülle, die der einzigartige molekulare Motor des Zorya-Systems erkennt und dann eine Abfolge von Schutzreaktionen auslöst. Durch diesen bisher unbekannten Mechanismus kann die Bakterienzelle die Phagen-DNA gezielt abbauen, so dass das Virus sich nicht in der Wirtszelle vermehren kann. Die Entschlüsselung dieses Viren-Abwehrsystems eröffnet neue Möglichkeiten für biotechnologische Anwendungen. „Das Zorya-System könnte als Grundlage für die Entwicklung innovativer Werkzeuge dienen, um gezielt genetisches Material zu manipulieren oder um neuartige Therapien gegen bakterielle Infektionen zu entwickeln“, erklärt Prof. Popp abschließend.

Humboldt-Universität zu Berlin

Die Varrose ist eine durch die Milbe Varroa destructor hervorgerufene Krankheit von Honigbienen (Apis mellifera), die primär die Bienenbrut schwächt, aber auch das Bienenvolk selbst. Zudem weisen Varroa-infizierte Bienenvölker eine höhere Belastung mit schädlichen Viren auf als nicht-infizierte Völker.

In einer neuen Studie hat ein Forscher der Universität Ulm zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus Europa und den USA die Auswirkung der globalen Verbreitung der Varroamilbe auf die virale Gemeinschaft der Honigbiene untersucht. Wie sie feststellten, korreliert das Vorhandensein der Varroamilbe in den untersuchten Bienenstöcken mit dem Auftreten von anderen Viren. Darunter sind beispielsweise das Flügeldeformationsvirus, dessen Verbreitung im Zusammenhang mit der Varroamilbe gut belegt ist. Aber auch das Schwarze Königinnenzellvirus, das Bienenköniginnenpuppen sterben lässt, sowie das Sackbrut-Virus, das Honigbienenlarven infiziert, konnten nachgewiesen werden.

Die Forschenden sind besorgt über diese Ergebnisse, zumal es praktisch keine Varroamilben-freien Gebiete mehr auf der Welt gibt. 2022 erreichte die Varroamilbe Australien als letzten Kontinent mit Bienenhaltung. Außerdem geben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu bedenken, dass die Infektionen der Honigbienen auch auf die 20.000 Wildbienenarten und andere Bestäuber übergreifen könnten, die in der Landwirtschaft und in einheimischen Ökosystemen eine wichtige Rolle spielen.

Der Milbenbefall schwächt die Honigbienen auf unterschiedlichen Wegen: Durch das Aussaugen von Körperflüssigkeit verlieren bereits befallene Larven an Gewicht, die ausgeschlüpften Bienen sind kleiner als gesunde Tiere. Auch die erwachsenen Bienen werden durch die Parasiten geschädigt. Die befallenen Tiere besitzen eine deutlich verkürzte Lebensspanne, haben schlechtere Lernleistungen und kehren häufiger nicht in den Stock zurück.

Universität Ulm

Neben der Varroamilbe bedrohen verschiedene Viren die Gesundheit von Bienenvölkern. Darunter fallen das akute Bienenparalysevirus (ABPV), das Flügeldeformationsvirus (DWV) sowie das Sackbrutvirus (SBV). Wichtig ist, dass ein Befall schnell erkannt und behandelt wird. Um den Tierärzt:innen und Imker:innen eine möglichst rasche Diagnose zu ermöglichen, haben Forscher:innen des Instituts für Virologie an der Veterinärmedizinischen Universität Wien den FASTest Bee 3T entwickelt. Der Schnelltest für Bienenviren kann direkt am Bienenstand eingesetzt werden und liefert innerhalb weniger Minuten den Virennachweis.

„Der FASTest Bee 3T ist ein innovativer Beitrag aus der Veterinärmedizin zur Verbesserung der Bienengesundheit, denn er ermöglicht, die gute imkerliche Praxis mit objektiven Testergebnissen zu unterstützen, direkt vor Ort, bei geringem Aufwand und Kosten“, erklären Kerstin Seitz und Till Rümenapf, die den Test entwickelt haben.

Eine schnelle Behandlung gegen die Viren ist besonders wichtig, da die Erreger DWV und SBV eng an das Vorkommen der Varroamilbe gekoppelt sind. „Gefährlich ist daher die Kombination aus Bienenviren und Varroamilben“ warnt Kerstin Seitz und ergänzt: „mehr Viren bedeuten auch mehr Milben“. Mit Hilfe der Virusnachweise kann auch frühzeitig einem gefährlichen Befall mit Varroamilben entgegengewirkt werden, die im ungünstigen Fall das Absterben eines ganzen Bienenvolks bedeuten kann.

Um die Haltung, die Gesundheit und den Schutz von Bienen geht es unter anderem auch in der gleichnamigen vierteiligen E-Learning-Reihe, die Tierärzt:innen zur Online-Fortbildung auf Myvetlearn.de zur Verfügung steht. Die Kursreihe ist geeignet zur Weiterbildung für den Erwerb der Zusatzbezeichnung Bienen/den Fachtierarzt für Bienen.

Vetmeduni Wien

In Teilen Niedersachsens hat sich im laufenden Jahr die Zahl der Hantavirus-Infektionen bei Menschen annähernd vervierfacht. Bislang wurden 67 Infektionen (2022: 17) registriert. Laut Zahlen des Robert Koch-Instituts (RKI) haben sich deutschlandweit in 2023 bereits rund 250 Personen infiziert. Die Schwankungen der vergangenen Jahre seien insbesondere auf das Nahrungsangebot und klimatische Faktoren zurückzuführen. Die Wirtstiere der verschiedenen, in Deutschland bislang nachgewiesenen Hantaviren, sind Nagetiere wie Rötel-, Brand- und Feldmäuse sowie Zucht- und Wildratten. Bestimmte Hantavirus-Erkrankungen treten demnach in den Regionen auf, in denen das jeweilige Wirtstier heimisch ist.

In der Regel werden die Hantaviren durch Inhalation von aufgewirbeltem, virushaltigem Staub sowie durch Bisse oder nach einem Kontakt mit lebenden oder toten Nagetieren bzw. deren Ausscheidungen (Speichel, Urin und Kot) übertragen. Daher empfiehlt das RKI dringend, sich bei Arbeiten in Garagen, Garten oder Schuppen vor einer Ansteckung mit einer FFP2-Schutzmaske sowie Arbeits- oder Gummihandschuhen zu schützen. Typische Symptome einer Hantavirus-Infektion sind plötzlich einsetzendes Fieber und grippeähnliche Symptome wie Kopfschmerzen und Myalgien. Hierzulande ist die Infektionsgefahr zwischen April und September am größten.

Proplanta

NDR

In einem intakten Ökosystem gibt es aufgrund der großen Vielfalt an Tieren auch eine Vielzahl unterschiedlicher Viren. Wenn die Artenvielfalt abnimmt, besteht jedoch die Gefahr, dass sich die Viren verbreiten, die am widerstandsfähigsten sind. Das ist das Ergebnis einer Studie von Wissenschaftler:innen der Charité – Universitätsmedizin Berlin in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW), die Auswirkungen der zunehmenden Abholzung von Regenwald auf Stechmücken und deren Viren untersucht hat.

Die Forschenden konnten belegen, dass sich die Zerstörung tropischer Regenwälder negativ auf die Vielfalt an Stechmückenarten auswirkt. Außerdem fanden sie heraus, dass sich in diesem Szenario die widerstandsfähigen Stechmückenarten durchsetzen, was wiederum zu einer schnelleren Verbreitung derer Viren führen kann, sofern es viele Exemplare der Art gibt. „Wenn eine Wirtsart sehr häufig ist, dann erleichtert das die Ausbreitung von Viren“, erklärt Prof. Dr. Sandra Junglen, Leiterin der Arbeitsgruppe „Ökologie und Evolution von Arboviren“ am Institut für Virologie der Charité. Unter ihrer Federführung haben die Wissenschaftler:innen Stechmücken aus einem Gebiet an der Elfenküste auf Virusinfektionen getestet.

„Dann haben wir geschaut, wie sich in den unterschiedlichen Landnutzungstypen die Zusammensetzung an Stechmückenarten unterscheidet, wo bestimmte Viren vorkommen und wie häufig diese sind“, erklärt Kyra Hermanns vom Institut für Virologie der Charité und Erstautorin der Veröffentlichung. „Damit konnten wir zum ersten Mal nachweisen, dass die Verbreitung der Viren nicht auf eine enge genetische Verwandtschaft zurückzuführen ist, sondern auf die Eigenschaften ihrer Wirte – also insbesondere auf jene Stechmückenarten, die gut mit veränderten Umweltbedingungen in gestörten Lebensräumen zurechtkommen“, ergänzt Junglen. Die Studie macht deutlich, wie wichtig Artenvielfalt ist, und kann helfen, neue Einblicke in die Dynamik von Infektionskrankheiten zu generieren.

Charité