Mit Hilfe modernster Verfahren zur Genomsequenzierung identifizierte ein internationales Forscherteam unter Leitung der Universität Oxford nahezu alle genomischen Veränderungen der Tuberkuloseerreger, die für Resistenzen gegen die dreizehn effektivsten und am weitesten eingesetzten TB-Medikamente verantwortlich sind. Die Ergebnisse dieser großangelegten und innovativen Studie wurden nun in verschiedenen Publikationen als Preprints veröffentlicht.

Ende Mai dieses Jahrs hat sich der Vorstand des Fördervereins am Forschungszentrum Borstel e.V. fast komplett ausgetauscht. Wir möchten uns auf diesem Wege noch einmal vorstellen und kurz zwei Highlights der Förderung seit Mai erwähnen.

Am 13.09.21 war es so weit: Die ersten vier Stipendiaten des Monteillet-Musiolik Tuberculosis Fellowships wurden im Rahmen eines kleinen Empfangs von Zentrumsdirektor Prof. Ulrich Schaible am Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum willkommen geheißen. In den nächsten vier Wochen werden die jungen Ärzt*innen und Wissenschaftler*innen in der Medizinischen Klinik Borstel und in den Laboren des Nationalen Referenzzentrums für Mykobakterien (NRZ) ihr Fachwissen auf dem Gebiet der Tuberkuloseforschung und -behandlung erweitern und vertiefen.

Mit ca. 10. Millionen Neuerkrankungen und 1.6 Millionen Todesfällen pro Jahr ist die Tuberkulose eine der häufigsten zum Tode führenden Infektionskrankheiten weltweit. In den letzten Jahren hat die Zahl der Patient*innen, die an einer multiresistenten Tuberkulose (TB) infiziert sind, weltweit zugenommen. Die Behandlung einer MDR-TB ist langwierig und kompliziert. In Ländern mit hoher TB-Inzidenz fehlt es zudem häufig an den technischen Voraussetzungen und an hochqualifiziertem Personal, um die Patient*innen optimal betreuen zu können.

Um diese Versorgungslücke zu schließen wurde am Forschungszentrum Borstel im Januar 2020 ein Trainingszentrum für talentierte Ärzt*innen und Wissenschaftler*innen aus Ländern mit hoher TB-Inzidenz gegründet. Ermöglicht wurde dies durch eine großzügige Privatspende der Stifterfamilie Monteillet-Musiolik, durch die in den kommenden Jahren ein nachhaltiger Beitrag für die Ausbildung von klinisch, labordiagnostisch und wissenschaftlich interessierten Ärzt*innen und Wissenschaftler*innen im Bereich der Mykobakteriologie geleistet wird.

Im Rahmen des Monteillet-Musiolik Tuberculosis Fellowships werden pro Jahr insgesamt fünf Trainings- und Forschungsaufenthalte angeboten, die zwischen einem Monat und einem Jahr andauern. Die ersten vier Stipendiaten des Short Term Fellowship wurden Anfang des Jahres ausgewählt und konnten nun ihren Forschungsaufenthalt am FZB antreten.

Die beiden Ärzt*innen Dr. Olha Konstantynovska aus der Ukraine und Dr. Meseret Asfaw aus Äthiopien werden in den kommenden Wochen den Hauptteil ihrer Zeit in der Medizinischen Klinik Borstel verbringen. Unter der Leitung von Prof. Christoph Lange, dem Medizinischen Direktor der Klinik, werden die beiden Stipendiat*innen ambulante und stationär versorgte Patient*innen in Borstel kennenlernen. „Beide Kolleg*inen sind bereits sehr erfahren in der Behandlung von Tuberkulosepatient*innen. Wir freuen uns auf die Gäste und die internationale Atmosphäre, die sie nach Schleswig-Holstein bringen“ sagt Lange.

Dr. Roxana Coriu aus Rumänien und Dr. Osman Conteh aus Sierra Leone sind Mikrobiolog*innen und werden am NRZ unter der Leitung von Prof. Florian Maurer ein Fortgeschrittenen-Training in der Infektionsdiagnostik erhalten. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem sicheren Umgang mit hochresistenten Erregern und der Ermittlung von Behandlungsoptionen mittels modernster kulturbasierter und molekularbiologischer Techniken. „Als Tuberkulose-Referenzlabor der Weltgesundheitsorganisation arbeiten wir schon seit Längerem eng mit unseren Kolleginnen und Kollegen aus Sierra Leone zusammen, wo das nationale Gesundheitssystem zunächst durch das Ebola-Virus und nun auch durch die COVID-19 Pandemie schwer getroffen wurde. Auch mit dem Tuberkuloselabor in Bukarest verbindet uns eine längere Zusammenarbeit. Wir freuen uns sehr über das Monteillet-Musiolik Trainingsprogramm, durch das wir solche Kooperationen künftig weltweit weiter festigen können.“, so Prof. Maurer.

Wir wünschen den vier Nachwuchstalenten eine spannende und erkenntnisreiche Zeit in Borstel!

Weitere Informationen:

Monteillet-Musiolik Tuberculosis Fellowships (fz-borstel.de)

Kontakt:

Prof. Dr. med. Florian Maurer
Leiter des Nationalen Referenzzentrums für Mykobakterien (NRZ)
Telefon: 04537 / 188-2110
Mail: fellowships@fz-borstel.de

Am 2. Juni 2021 findet ein virtuelles Kick-off-Meeting zum Start eines dreijährigen Forschungsprojektes zur Bekämpfung von SARS-CoV-2 im Mund- und Nasen-Rachenraum unter Einsatz physikalischer Plasmen statt. Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 2 Mio. EUR gefördert.

Unter dem Projekttitel „PlasmaplusCorona (PPC) - Plasmabasierte Desinfektion des Respirationstraktes zur Senkung der SARS-CoV-2-Viruslast in vitro und in vivo“ forscht das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) Greifswald zusammen mit dem Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum (FZB) sowie dem Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (HPI) Hamburg an einer technischen Lösung zur lokalen Behandlung des Virus-infizierten Atemtraktes.

Seit nun mehr einem Jahr führt die Medizinische Klinik Borstel, Leibniz Lungenzentrum ambulante SARS-CoV-2-Testungen durch.  Seitdem wurden an dem Drive-Thru-Testzentrum bereits über 11.000 Personen getestet.

Zusätzlich zu den Abstrichen wurden alle Personen zu Ihren Krankheitssymptomen, Risikofaktoren und den möglichen Ansteckungswegen befragt. Basierend auf diesen Daten wurde im letzten Jahr ein Monitoring-Tool entwickelt, das die Angaben aus den Befragungen und die Ergebnisse der Abstriche zusammenführt und die erhobenen Daten in Echtzeit analysiert und visualisiert.

Dieses Tool wurde nun um eine wichtige Funktion erweitert: Seit dieser Woche werden zusätzlich zu den bisher erhobenen Daten die Ergebnisse der Genomsequenzierungen angezeigt. Diese Daten stammen aus den positiven SARS-CoV-2-Proben des Drive-Thrus und aus dem UKSH und geben einen wöchentlichen Überblick über die Verbreitung der unterschiedlichen SARS-CoV-2 Varianten in Schleswig-Holstein. Die Genomsequenzierung wird direkt am Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum durch ein modernes Hochdurchsatzverfahren, dem sogenannten „Next Generation Sequencing“ Verfahren durchgeführt und durch das Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur des Landes Schleswig-Holstein geförderten.

Die Daten zeigen, dass sich seit Anfang des Jahres die zuerst in Großbritannien beschriebene SARS-CoV-2 „variant of concern (VOC)“ 20I/501Y.V1 (B.1.1.7) auch in Schleswig-Holstein immer weiter ausbreitet. Seit dem ersten Vorkommen dieser Variante in der 2. KW 2021, nimmt der Anteil dieser leichter übertragbaren Virusvariante in den Proben immer weiter zu. In den aktuellen Sequenzierungsdaten der 9.KW kann man erkennen, dass sich die Variante 20I/501Y.V1 (B.1.1.7) – analog zu dem bundesweiten Trend - auch bei uns durchgesetzt hat und die vorherrschende Variante darstellt.

Weitere Informationen:

Covid-Monitor: https://covid-monitor.de

Corona Ambulanz am FZB: „Drive thru“ Corona-Virus Testung (fz-borstel.de)

Genomsequenzierung am FZB: Genomsequenzierung bestätigt Vorkommen der britischen SARS-CoV-2 Variante in Schleswig-Holstein.

Fliegen viele Pollen in der Außenluft, kommt es zu erhöhten Infektionsraten mit SARS-CoV-2. Dies hat ein internationales Team unter der Leitung von Forschenden der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München mit einer breit angelegten Studie gezeigt. Angehörige von Hochrisikogruppen könnten sich durch das Beobachten von Pollenflugvorhersagen und ein entsprechendes Tragen von Staubfiltermasken schützen.

Für diese Studie wurden Daten aus der Pollenmessstation am Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum genutzt. Diese Station wurde im Januar 2016 unter der Leitung von Dr. Nestor Gonzalez Roldan auf dem Dach der Medizinischen Klinik des Forschungszentrums Borstel in Betrieb genommen, um das Pollenspektrum in der Region zu erfassen. Die Station zählt zu den wenigen Stationen im Norden Deutschlands, die die Pollenaktivität ganzjährig misst.

Pressemitteilung von der Technischen Universität München (TUM) vom 08.03.2021:

Im Frühjahr 2020 schien der Ausbruch der Corona-Pandemie in der nördlichen Hemisphäre mit den Flugzeiten der Baumpollen zusammenzutreffen. Diese Beobachtungen nahm ein internationales Forschungsteam zum Anlass für eine umfassende Untersuchung: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollten herausfinden, ob es einen nachweisbaren Zusammenhang zwischen der Pollenkonzentration in der Luft und Infektionszahlen mit SARS-CoV-2 gibt.

Pollen beeinflussen als wichtiger Umweltfaktor die Infektionsraten erheblich

Unter der Federführung von Erstautor Athanasios Damialis sammelte das Team am Lehrstuhl für Umweltmedizin an der TUM Daten zu Pollenkonzentrationen in der Luft, zu meteorologischen Bedingungen und zu SARS-CoV-2-Infektionen – dabei wurden die Variationen der Infektionsrate von Tag zu Tag oder auch die Gesamtzahl positiv Getesteter berücksichtigt. In ihre Berechnung bezogen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch Daten zu Besiedelungsdichte und zu Effekten von Lockdowns ein. Die 154 Forschenden analysierten Pollendaten von 130 Stationen in 31 Ländern auf fünf verschiedenen Kontinenten.

Das Team zeigte, dass luftgetragene Pollen im Durchschnitt 44 Prozent der Varianz der Infektionsraten erklären können – manchmal spielten hier aber auch Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur eine Rolle. An Orten ohne Lockdown-Regelungen stieg die Infektionsrate im Schnitt um vier Prozent, wenn sich die Anzahl der Pollen in der Luft um 100 pro Kubikmeter erhöhte. In manchen deutschen Städten beispielsweise kamen im Untersuchungszeitraum zeitweise pro Tag bis zu 500 Pollen auf einen Kubikmeter – was insgesamt zu einem Anstieg der Infektionsraten um mehr als 20 Prozent führte. Galten in den untersuchten Gebieten Lockdown-Regeln, halbierte sich die Zahl der Infektionen im Schnitt jedoch bei vergleichbarer Pollenkonzentration in der Luft.

Pollenflug schwächt Körperabwehr

Der Grund: Wenn Pollen fliegen, reagiert die Körperabwehr in abgeschwächter Form auf Viren der Atemwege, die verantwortlich für Schnupfen und Erkältungen sind. Wenn ein Virus in den Körper gelangt, produzieren infizierte Zellen üblicherweise Signalproteine – auch bei SARS-CoV-2. Diese sogenannten antiviralen Interferone rufen benachbarte Zellen dazu auf, ihre antivirale Abwehr zu verstärken, um die Eindringlinge in Schach zu halten. Außerdem wird eine ausbalancierte Entzündungsreaktion aktiviert, um die Viren zu bekämpfen.

Ist allerdings die Pollenkonzentration in der Luft hoch und werden neben Viren auch Pollen eingeatmet, werden weniger solcher antiviralen Interferone produziert. Auch die eigentlich heilsame Entzündungsreaktion wird beeinflusst. Wenn viele Pollen fliegen, kann die Zahl der Atemwegserkrankungen daher ansteigen – dies gilt auch für Covid-19. Dabei spielt es keine Rolle, ob Betroffene an Allergien gegenüber diesen Pollen leiden oder nicht.

„Man kann nicht vermeiden, luftgetragenen Pollen ausgesetzt zu sein“, sagt Stefanie Gilles, ebenfalls Erstautorin der Studie. „Personen, die zu Hochrisikogruppen gehören, sollten deshalb darüber informiert sein, dass erhöhte Pollenkonzentrationen in der Luft anfälliger gegenüber viralen Infekten der Atemwege machen.“ Athanasios Damialis betont: „Betrachtet man die Verbreitung des SARS-CoV-2, müssen Umweltfaktoren wie Pollen mit in die Rechnung aufgenommen werden. Das Wissen um diese Auswirkungen eröffnet neue Wege für die Prävention und Abmilderung von Covid-19.“

Staubfiltermasken schützen

Was also können Personen, die Risikogruppen angehören, tun, um sich zu schützen? Letztautorin Claudia Traidl-Hoffmann, Professorin für Umweltmedizin, rät, in den nächsten Monaten die Pollenflugvorhersagen zu Rate zu ziehen. Sie sagt: „Staubfiltermasken zu tragen, wenn die Pollenkonzentration hoch ist, kann das Virus und den Pollen gleichermaßen von den Atemwegen fernhalten.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ.-Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann
Direktorin Institut für Umweltmedizin
Technische Universität München & Helmholtz Zentrum München
E-Mail: c.traidl-hoffmann@tum.de

Dr. Athanasios Damialis
Gruppenleiter “Aerobiology”
Technische Universität München & Helmholtz Zentrum München
E-Mail: thanos.damialis@tum.de

PD Dr. Stefanie Gilles
Gruppenleiterin “Environmental Immunology”
Technische Universität München & Helmholtz Zentrum München
E-Mail: stefanie.gilles@tum

Originalpublikation:

A. Damialis, S. Gilles et. al.: Higher airborne pollen concentrations correlated with increased SARS-CoV-2 infection rates, as evidenced from 31 countries across the globe
In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), März 2021
DOI: 10.1073/pnas.2019034118

S. Gilles, C. Blume et al.:
Pollen exposure weakens innate defense against respiratory viruses.
Allergy. March 2020, 75(3):576-587.
DOI: 10.1111/all.14047