Covid-19: BMBF-Verbund RAPID liefert entscheidende Beiträge

Um die Ausbreitung von SARS-CoV-2 eindämmen zu können, greifen Forschende auf wissenschaftliche Erkenntnisse zurück, die im Zusammenhang mit einem anderen Virus gewonnen wurden: dem MERS-Coronavirus.

Kamele

Das MERS-Coronavirus stammt – wie auch das neue Coronavirus SARS-CoV-2 - aus dem Tierreich. Wahrscheinlich wird es von Dromedaren auf den Menschen übertragen.

2012 Dmitry Rukhlenko

Ursprünglich lag der Fokus des Forschungsverbundes „RAPID - Risikobewertung bei präpandemischen respiratorischen Infektionserkrankungen“ auf einem nahen Verwandten des zurzeit weltweit grassierenden Coronavirus SARS-CoV-2. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschten das MERS-Coronavirus, das seit 2012 mehrfach Krankheitsausbrüche beim Menschen hervorgerufen hat. Ihre Arbeit wird seit 2017 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Sowohl das MERS-Virus als auch SARS-CoV-2 gehören zur Familie der Coronaviren. So konnten die Forschenden des Verbundes nun auch schnell auf die aktuelle Pandemie reagieren. Ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse trugen zu folgenden Erfolgen bei:

Entwicklung des weltweit ersten Testverfahrens zum Nachweis des neuen Coronavirus

Bereits Mitte Januar 2020 wurde der erste Test entwickelt, mit dem das neue Coronavirus nachgewiesen werden kann. Die Forschenden um den Virologen Christian Drosten hatten bereits 2013 den ersten Test zur Bestimmung des MERS-Coronavirus entwickelt, auch hier unterstützt durch eine BMBF-Förderung. Ihre Expertise konnten sie umgehend auf das neue SARS-Coronavirus-2 anwenden.
Arbeiten im BMBF-Verbund RAPID und im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung haben hierzu beigetragen.

Aufklärung von Mechanismen: Wie das neue Virus in menschliche Körperzellen eintritt

Das Protein TMPRSS2 ermöglicht es Coronaviren, wie beispielsweise dem MERS-Coronavirus, ihre Wirtszellen zu infizieren. Die Forschenden konnten nun zeigen, dass dies auch auf SARS-CoV-2 zutrifft. Ein Wirkstoff, der das Protein unter Laborbedingungen blockiert, existiert bereits. Ob und inwieweit er Menschen zukünftig vor einer Infektion schützen kann, muss allerdings noch untersucht werden. 
Weitere Informationen hierzu finden Sie hier: https://www.bmbf.de/de/moegliches-zielprotein-fuer-medikamente-identifiziert-11320.html

Übertragbarkeit von SARS-CoV-2: Das Virus vermehrt sich im Rachen und ist hoch ansteckend

Eine Untersuchung der ersten Covid-19-Patienten in Deutschland zeigte, dass das Virus von Mensch zu Mensch leicht übertragen werden kann. Es kann sich bereits im Rachenbereich vermehren und  muss hierzu nicht in die Lunge gelangen. Das neue Testverfahren ermöglichte diese frühe Erkenntnis.

 Neue Erreger einschätzen, Potenzial für Pandemien bewerten

Ziel des Forschungsverbunds RAPID ist es, Gefahren durch Viren abzuschätzen, die vom Tier auf den Menschen übergehen. Untersucht wird hierbei auch das Potenzial, das solche Viren für Pandemien haben. Bereits 2017 prognostizierten die Forschenden, dass sogenannte respiratorische Viren besonders gefährlich werden können. Dies sind Viren, die sich in den menschlichen Atemwegen vermehren können, wie das MERS-Coronavirus. Denn solche Viren sind wahrscheinlich besonders leicht übertragbar.

RAPID - Teil des Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionserkrankungen

Der Verbund RAPID ist Teil des „Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionserkrankungen“ des BMBF. Expertengruppen aus der Universitätsmedizin, des öffentlichen Gesundheitsdienstes, der Veterinärmedizin und Tiergesundheit sowie aus Einrichtungen der Grundlagenforschung arbeiten im Verbund disziplinübergreifend zusammen. Der Verbund wird von Prof. Christian Drosten (Charité Universitätsmedizin Berlin) koordiniert. Das BMBF fördert den Verbund RAPID mit rund 2.9 Mio. € seit 2017.

Das Nationale Forschungsnetz zoonotische Infektionserkrankungen

RAPID ist eines von sieben Verbundvorhaben, die das BMBF im Nationalen Forschungsnetz zoonotische Infektionserkrankungen fördert. Neben Coronaviren werden andere bedeutsame Krankheitserreger erforscht, die zwischen Tier und Mensch übertragen werden können. Hierzu zählen beispielsweise Ebola-, Grippe- oder Borna-Viren oder die Erforschung multiresistenter Keime aus der Nutztierhaltung.  Zudem werden ein Koordinierungsprojekt mit verschiedenen Querschnittsprojekten und sechs Nachwuchsgruppen gefördert.

Fokus Öffentlicher Gesundheitsdienst: Die Bevölkerung soll unmittelbar profitieren

Wenn ein neuer Krankheitserreger beim Menschen auftritt, muss der Öffentliche Gesundheitsdienst in kurzer Zeit zu soliden Risikoeinschätzungen kommen, um die Bevölkerung warnen und schützen zu können. Ein Ziel des Verbundes RAPID war es daher, Ergebnisse und neue Techniken bereit zu stellen, auf die der Öffentliche Gesundheitsdienst seine Entscheidungen stützen kann. Das Robert-Koch-Institut (RKI), die zentrale Einrichtung der Bundesregierung auf dem Gebiet der Krankheitsüberwachung und -prävention, ist mit einer eigenen Arbeitsgruppe Forschungspartner bei RAPID. 

Mit dem Auftreten des neuen Coronavirus SARS-CoV-2 konnten Forschungsarbeiten von RAPID umgehend für die Bevölkerung genutzt werden: So wurde beispielsweise der neue Diagnostik-Test breitflächig im deutschen Gesundheitssystem verankert. Deutschland hatte so bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Krise starke Testkapazitäten und konnte die Ausbreitung des Virus mit guten Mitteln verfolgen.

Der Öffentliche Gesundheitsdienst ist ein Teil des Gesundheitswesens in Deutschland. Seine Aufgabe ist der Schutz, der Erhalt und die Verbesserung der Gesundheit der Bevölkerung. Der Öffentliche Gesundheitsdienst umfasst Einrichtungen der Gesundheitsverwaltung auf unterschiedlichen Ebenen: Die höchste Instanz ist das Bundesministerium für Gesundheit. Ihm unterstellt sind Bundesbehörden mit verschiedenen Aufgaben. Hierzu zählt beispielsweise das Robert-Koch-Institut, das verantwortlich ist für die Überwachung, Erkennung und Verhütung von Erkrankungen. Auf Länderebene existieren die Landesgesundheitsministerien und Landesämter bzw. Landesinstitute für Gesundheit, vor Ort die Gesundheitsämter.

Impfstofftestung bei Tier und Mensch

Im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung wird derzeit ein Impfstoffkandidat untersucht, der Schutz gegen das MERS-Coronavirus bieten könnte. Im Verbund RAPID wird ergänzend erforscht, ob dieser auch beim Tier wirkt. Getestet werden Dromedare. Da das Virus durch Dromedare übertragen werden kann, wäre eine Impfung dieser Nutztiere ein wichtiger Schutz. Hierdurch wird der sogenannte „One Health“-Forschungsansatz realisiert. Dieser Ansatz betrachtet die Gesundheit von Mensch und Tier in einem ganzheitlichen Weltbild.

MERS oder das „Atemwegssyndrom aus dem Mittleren Osten“

Das MERS-Coronavirus löst Beschwerden aus, die der SARS-Erkrankung  aus den Jahren 2002/03 und der in 2019 neu aufgetretenen Erkrankung „Coronavirus disease 2019“, kurz Covid-19, ähneln. Zu den Symptomen gehören unter anderem Fieber, Husten, Magen-Darm-Beschwerden und Kurzatmigkeit. Auch Nierenversagen und Lungenentzündungen können auftreten. Bei schweren Krankheitsverläufen kann ein akutes Atemnotsyndrom auftreten und bis zum Tod führen. MERS kann jedoch auch mild oder ohne Symptome ablaufen. Die Weltgesundheitsorganisation hat seit 2012 rund 2.500 laborbestätigte MERS-Coronavirus-Infektionen verzeichnet, etwa 850 Betroffene starben. 

Übertragung durch Dromedare

Wie auch das neue Coronavirus SARS-CoV-2 stammt das MERS-Coronavirus aus dem Tierreich. Man geht davon aus, dass es von Dromedaren auf den Menschen übertragen wird. Im Mittleren Osten  und in Teilen Afrikas zählen diese zu den Haupt-Nutztieren. Mensch-zu-Mensch Übertragungen können infolge auftreten und sodann zu größeren Krankheitsausbrüchen führen. Diese betrafen in der Vergangenheit häufig Pflegeeinrichtungen oder Krankenhäuser und traten bislang hauptsächlich in den Länder Saudi-Arabien, den Vereinigten Arabischen Emirate und Südkorea auf.

Eine Pandemie durch das MERS-Coronavirus?

Das MERS-Coronavirus ist bisher nicht gut auf den Menschen angepasst. Ähnlich wie beim SARS-Coronavirus gibt es jedoch eine große Zahl von MERS-Virusarten im Tier, von denen viele Unterarten unerforscht sind. Veränderungen des Virus, die einen Übergang zum Menschen und gleichzeitig eine höhere Ansteckungsgefahr zwischen Menschen mit sich bringen, könnten eine Pandemie bewirken. Das MERS-Coronavirus wurde daher als ein möglicher „präpandemischer Infektionserreger“ eingestuft und intensiv erforscht.   

(veröffentlicht am 4. Mai 2020)

Originalpublikationen (Auswahl)

Corman VM, Landt O, Kaiser M, et al. Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Euro Surveill. 2020;25(3):pii=2000045. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045

Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell. 2020 Apr 16;181(2):271-280.e8. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.052

Wölfel R, Corman VM, Guggemos W, et al. Virological Assessment of Hospitalized Patients With COVID-2019. Nature. 2020 Apr 1. doi: 10.1038/s41586-020-2196-x. Online ahead of print.

Ergebnisse der Gesundheitsforschung

Dromedare werden in den arabischen Ländern unter anderem für den Rennsport gehalten. Mit MERS infizierte Tiere leiden häufig nur unter einem harmlosen Schnupfen. Wenn sich der Mensch infiziert, kann es zu schweren Lungenerkrankungen kommen.

Ausbreitung von gefährlichen Viruserkrankungen verhindern

Das Middle East Respiratory Syndrome (MERS) ist eine schwere Lungenerkrankung, die von einem Virus – dem MERS-Coronavirus – ausgelöst wird.

 Am MERS-Coronavirus erkranken nicht nur junge Dromedare. Bei Menschen verursacht das Virus schwere Atemwegserkrankungen.

MERS-Coronavirus: Erster Impfstoff wird klinisch geprüft

Bislang gibt es gegen das MERS-Coronavirus (MERS steht für Middle East Respiratory Syndrom) keinen wirksamen Impfstoff und kein spezifisch wirkendes Medikament.

Besonders in Fledermäusen existiert weltweit und auch in Europa ein enorm großes Reservoir an neuen Coronaviren, von denen neue SARS-Epidemien ausgehen könnten.

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