SARS-CoV-2 Forschung & Afrika-Kooperationen

Ausbau der Diagnostik- und Sequenzierkapazität

Wesentlicher Bestandteil der Kontrolle und des klinischen Managements der sich ausbreitenden COVID19-Epidemie ist eine zuverlässige Diagnostik mit ausreichender Kapazität für das neue Coronavirus SARS-CoV-2. Das BNITM hat sehr früh auf die Ereignisse in China reagiert und als erstes Labor in Hamburg die entsprechende molekulare Diagnostik etabliert. In der Zwischenzeit wurde zusammen mit unserem Kooperationspartner, der Firma Altona diagnostics©, ein konfektionierter Real-time-PCR-Kit entwickelt, der den Nachweis von SARS-CoV-2-RNA mit hoher Sensitivität ermöglicht. Um das Diagnostik-Labor des BNITM auch für die zu erwartenden großen Probenmengen auszustatten und um weitergehende Virus-Analysen durchzuführen, wurde die Diagnostik-und Sequenzierkapazität am BNITM entsprechend erweitert (mit Unterstützung durch das Bundesgesundheitsministerium).

Projektkoordination: Prof. Egbert Tannich

Testentwicklung zum Nachweis von Serumantikörpern

Mitarbeitende des BNITM haben ein patentiertes Testverfahren entwickelt, mit dem Serumantikörper gegen unterschiedliche Krankheitserreger mit hoher Sensitivität und Spezifität nachgewiesen werden können. Dieses Verfahren wird gegenwärtig weiterentwickelt, um in Form eines konfektionierten ELISA-Tests, IgM- und IgG-Antikörper gegen das neue Coronavirus SARS-CoV-2 im Hochdurchsatz im Serum von Patienten nachzuweisen.

Projektkoordination: Prof. Egbert Tannich

Charakterisierung von spezifischen CD8+ T-Zellen

Während virusspezifische Antikörper die Infektion von Zellen verhindern können, sind CD8+ T-Zellen aufgrund ihrer zytotoxischen Eigenschaften wichtig, um bereits infizierte Zellen zu neutralisieren. Eine effiziente Immunantwort ist daher auf Antikörper und zytotoxische CD8+ T-Zellen angewiesen. Eine überschießende Reaktion dieser T-Zellen könnte jedoch virusinfiziertes Gewebe schädigen. Daher ist die Funktion der T-Zellen streng reguliert, und es gibt verschiedene Mechanismen, um die entzündlichen Eigenschaften der T-Zellen zu reduzieren

Neueste Daten deuten darauf hin, dass Patienten, die an der Lungenkrankheit Covid-19 leiden, eine starke Abnahme von CD8+ T-Zellen im Blut zeigen. Die Abnahme dieser T-Zellen kann mit der Schwere der Erkrankung korreliert sein. Unsere ersten Daten deuten darauf hin, dass CD8+ T-Zellen von Patienten mit Covid-19 eine starke Induktion mehrerer Inhibitoren auf CD8+ T-Zellen zeigen, die nach der Eliminierung virusinfizierter Körperzellen wieder abnehmen.

Ziel: Wir wollen die Expression dieser Inhibitoren auf virusspezifischen CD8+ T-Zellen phänotypisieren und untersuchen, wie diese Moleküle die Funktion der T-Zellen einschränken. Darüber hinaus möchten wir die Anzahl und Funktion dieser CD8+ T-Zellen über die Zeit messen und untersuchen, ob diese Zellen nach einer Sars-CoV-2-Infektion persistieren und ein effizientes Gedächtnis aufbauen. Nur dann könnten diese virusspezifischen T-Zellen im Zusammenspiel mit Antikörpern vor einer Reinfektion schützen.

Projektkoordinator: PD Dr. Thomas Jacobs (Arbeitsgruppe Jacobs)

Etablierung eines präklinischen Tiermodells für COVID-19

In diesem neuen Projekt werden wir zwei verschiedene humanisierte Mäuse als Modelle für SARS-CoV-2-Infektionen etablieren. Das erste Modell basiert auf Transplantation menschlicher hämatopoetischer Stammzellen. Diese hatten wir bereits sowohl für Adenovirus- als auch für Ebola-Virus-Infektionsmodelle aus Nabelschnurblut isoliert. Wir werden dieses Modell zur Untersuchung der Pathogenese von SARS-CoV-2 beim Menschen anwenden. Das zweite Mausmodell wird durch Transplantation peripherer Blutlymphozyten von jungen und ältere Erwachsene hergestellt. Auf diese Weise werden wir in der Lage sein, die Rolle des Immunsystems bei einer COVID-19-Erkrankung zu untersuchen.

Projektkoordinatorin: Estefania Rodríguez-Burgos (Abteilung Virologie)

In-Vivo-Validierung von Arzneimitteln gegen COVID-19 (IVADAC)

IVADAC ist ein gemeinsames Projekt (Konsortium) mit dem Fraunhofer IME ScreeningPort, der im Bereich der pharmazeutischen Wirkstoffsuche tätig ist. Am BNITM planen wir die Etablierung verschiedener Maus-Infektions-Modelle, um die in vivo Wirksamkeit der neu identifizierten IME-Wirkstoffe gegen SARS-CoV-2 bewerten zu können. Zu diesen gehört ein Mausmodell des menschlichen Immunsystems (HIS-NSG-A2) sowie ein Modell, das das menschliche ACE2 exprimiert – der Eintrittsrezeptor für viele Coronaviren wie SARS-CoV-1 und SARS-CoV-2. Darüber hinaus werden wir eine umfassende Datenanalyse einsetzen, um neue vielversprechende Arzneimittelkombinationen zu ermitteln. Nach der In-vitro-Validierung werden diese Wirkstoffkombinationen wiederum in unseren In-vivo-Modellen evaluiert.

Projektkoordinatorin: Estefania Rodriguez-Burgos (Abteilung Virologie)

Unterstützung der Diagnostikkapazitäten in Afrika

Eine zuverlässige und schnelle Diagnostik ist entscheidend für das klinische Management von COVID-19-Patienten und der sich auch in Afrika ausbreitenden SARS-CoV-2-Epidemie. Insbesondere in Subsahara-Afrika sind Laborkapazitäten für die Diagnostik von Infektionserregern oftmals nicht vorhanden. Daher müssen Labore in Krankenhäusern - oft sogar in den nationalen und regionalen Diagnostikzentren - besser ausgestattet werden. Dies betrifft sowohl die Geräte als auch die Laborräume selbst. Von zentraler Bedeutung sind Training und Ausbildung von Laborpersonal zur Vorbereitung, Durchführung und Interpretation der erforderlichen Methoden. Dabei ist eine enge Zusammenarbeit mit den Institutionen, in denen diagnostische Labore etabliert und akkreditiert sind, notwendig.

Aus diesem Grund soll eine zuverlässige molekulare Diagnostik für SARS-CoV-2 an Institutionen in acht Ländern Sub-Sahara-Afrikas (Benin, Burkina Faso, Gabun, Ghana, Guinea, Madagaskar, Nigeria, Tansania) etabliert werden, die bereits langjährige Kooperation mit dem BNITM pflegen. In den genannten Institutionen stehen Räumlichkeiten zur Verfügung, die für die Durchführung von Coronavirus-Diagnostik geeignet sind. Diese Laborräume sollen mit den erforderlichen Geräten ausgestattet und Laborpersonal, bzw. Trainer von Laborpersonal ausgebildet werden.

Projektkoordination: Prof. Jürgen May, Prof. Stephan Günther, Prof. Michael Ramharter
Förderung: Bundesministerium für Gesundheit (BMG)

Unterstützung der Diagnostikkapazitäten in mobilen Laboren in der East African Community

Neu auftretende Infektionskrankheiten mit epidemischem Potenzial in Afrika südlich der Sahara stellen eine massive Belastung für die öffentliche Gesundheit und die sozioökonomische Situation dar. Jüngste Ausbrüche wie die Ebola-Epidemie in Westafrika oder die SARS-CoV-2-Pandemie zeigen die Notwendigkeit der Bereitschaft und schnellen Reaktion auf solche Ausbrüche. In Zusammenarbeit mit dem Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) führt die Ostafrikanische Gemeinschaft (EAC) ein von der deutschen Regierung über die KfW Entwicklungsbank finanziertes Projekt durch, das den Aufbau einer nachhaltigen mobilen Laborinfrastruktur in Ostafrika zum Ziel hat. Im Rahmen dieses Projekts sollen insgesamt neun mobile Laboratorien in den EAC-Partnerstaaten Uganda, Tansania, Kenia, Burundi, Ruanda und Südsudan genutzt werden. In den teilnehmenden Ländern werden Mechanismen für solide Diagnose- und Überwachungsunterstützungssysteme eingeführt, um eine schnelle grenzüberschreitende Reaktion auf Krankheitsepidemien zu ermöglichen.Das BNITM wird technische Beratung bei der Einrichtung mobiler Labors leisten und die regionalen Kapazitäten für den Betrieb dieser Labors durch strukturierte Ausbildungsphasen aufbauen. Darüber hinaus soll die molekulare Diagnostik für SARS-CoV-2 nun in acht Institutionen in 12 Ländern in Subsahara-Afrika (Benin, Burkina Faso, Gabun, Ghana, Guinea, Madagaskar, Nigeria und Tansania) eingerichtet werden.

Projektkoordination: Prof. Jürgen May
Förderung: Bundesministerium für Entwicklung und wirtschaftliche Zusammenarbeit (BMZ), (KfW)

SeroCoV Afrika: Querschnittstudie zur Erhebung der SARS-CoV-2 Seroprävalenz

In Subsahara-Afrika sind wichtige epidemiologische Parameter und die Infektionsdynamik von COVID-19 weitgehend unbekannt. Die berichteten niedrigen Fallzahlen deuten auf ein frühes Stadium der Pandemie in Afrika hin. Gleichzeitig gibt es in vielen afrikanischen Ländern nur wenige Laboreinrichtungen mit ausreichend finanziellen Ressourcen um akute Infektionen mittels PCR-Test innerhalb der Bevölkerung nachzuweisen, wodurch die tatsächlichen Fallzahlen unterschätzt werden könnten. Der Anteil der bereits Infizierten - einschließlich derer, die keine Symptome hatten oder keiner medizinischen Behandlung bedurften - ist bisher unbekannt.

Serologische Tests, die Antikörper gegen SARS-CoV-2 identifizieren, ermöglichen Rückschlüsse auf eine erworbene Immunität, die aus einer vergangenen Exposition mit dem Virus resultiert. Die Seroprävalenz, d.h. das Vorkommen dieser Antikörper, kann wichtige Informationen zum „Infektionsgrad“ des jeweiligen Landes liefern, und geplante Impfkampagnen unterstützen. In diesem Projekt wird die Seroprävalenz in vier afrikanischen Ländern (Ghana, Burkina Faso, Tansania und Madagaskar) bestimmt, sowie Daten zu den verordneten und durchgeführten Schutzmaßnahmen und zu den ökonomischen Konsequenzen des Corona-bedingten lock-downs erhoben.

Projektkoordination: Nicole Gilberger

Seroprävalenz und Inzidenz bei BNITM-Mitarbeiter*innen

Neu verfügbare serologische Tests können IgG-Antikörper gegen das Spike-Protein von SARS-CoV-2 nachweisen. Dazu werden Serumproben im Rahmen der Studie im Enzyme Linked Immunosorbent Assays (ELISA) getestet. Zur Bestätigung der Ergebnisse wird zusätzlich ein Immunfluoreszenztest (IFT) durchgeführt.
 
Ziel der Studie ist es, die Entwicklung der Seropositivität und von Serokonversionen in der Mitarbeiterschaft des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin im Verlauf der Pandemie zu untersuchen. Hierzu wird das Vorhandensein von IgG-Antikörpern gegen SARS-CoV-2 in einem Querschnitt und in darauffolgenden wiederholten Untersuchungen der gleichen Personen gemessen, um den Anteil asymptomatischer und subklinischer Infektionen zu bestimmen, und diese zwischen Mitarbeitergruppen und unter Berücksichtigung ihrer Arbeitsbedingungen und Risikofaktoren zu vergleichen. Die gut charakterisierten Serumproben sollen darüber hinaus zur Validierung weiterer Antikörpertests verwendet werden.
 
Projektkoordination: Maike Lamshöft

Therapiestudien mit Teilnahmemöglichkeit

Seit Anfang April 2020 laufen in Kooperation zwischen BNITM und dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) mehrere Studien zu Therapieansätzen bei Patient*innen, die sich mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert haben. Für diese Studien können wir Patient*innen, die folgende Kriterien erfüllen, noch eine Teilnahme anbieten:

  • Respiratorische Symptome oder Fieber
  • Nachweis von SARS-CoV-2 im Rachenabstrich innerhalb der letzten 5 Tage
  • Alter ≥ 18 Jahre, nicht schwanger
  • Einverständnis, bei einer Therapiestudie mitzumachen

Bei Interesse an der Studienteilnahme zu möglichen Therapieoptionen melden Sie sich bitte unter 0157 336 598 32 (Dr. med. Benno Kreuels, Stellv. Studienleiter). Hier erhalten Sie genauere Informationen. 


Projektkoordination: Dr. Benno Kreuels

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Kontakt

Dr. Eleonora Schönherr

Wissenschaftsreferentin

Tel.: +49 40 42818-269

Fax: +49 40 42818-265

E-Mail: schoenherr@bnitm.de

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mit fachlicher Beratung des BNITM entstanden.