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Michael Simm

Genkanone stoppt Grippeviren

Geschrieben von Michel2015
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Ein überraschend einfacher Impfstoff aus gereinigtem Erbmaterial kann Versuchstiere vor tödlichen Grippeerregern schützen, wie amerikanische Wissenschaftler an der Medical School der Universität Massachusetts gezeigt haben. Nachdem Harriet L. Robinson den Mäusen und Hühnern zwei Mal im Abstand von vier Wochen nackte Gene in die Muskeln oder den Blutkreislauf injiziert hatte, begannen die Tiere mit der Produktion schützender Eiweiße. Auch nach dem Einträufeln der fremden Gene in Nase oder Luftröhre konnten die meisten Nager die Viren abwehren. Als beste Methode erwies sich jedoch der Beschuß mit einer „Genkanone“ bei dem das an winzige Goldkügelchen gebundene Erbmaterial unter die Haut gefeuert wurde.

Mit diesem Verfahren benötigten die Forscher nicht einmal ein Millionstel Gramm der Erbsubstanz DNA, verteilt auf zwei Impfungen. Anschließend überlebten bis zu 95 Prozent der Mäuse eine Infektion mit dem Grippevirus (Influenza). Dagegen starben jeweils sieben von acht unbehandelten Kontrolltieren. Verwandte des Influenzavirus rufen auch beim Menschen immer wieder gewaltige Epidemien hervor, die vor allem für Kinder und Alte tödlich enden können.

Gebräuchliche Impfstoffe enthalten entweder abgetötete Erreger, deren harmlose Verwandte, oder Viruseiweiße, die zum Teil mit Hilfe gentechnischer Methoden hergestellt werden. Durch sie werden Abwehrzellen aktiviert, die im Ernstfall auch vollständige Krankheitserreger angreifen und unschädlich machen können.

Die Versuchstiere in der Arbeitsgruppe von Professor Robinson stellten ihren Impfstoff dagegen selbst her. Sie nutzten dabei die in den fremden DNA-Molekülen verschlüsselte Bauanleitung zur Herstellung von Hämagglutinin. Dieses Eiweiß ist für die Vermehrung von Grippeviren unverzichtbar, weil es ihnen das Eindringen in die Körperzellen ihrer Opfer ermöglicht. Das „hausgemachte“ Hämagglutinin aktivierte jedoch die Abwehrzellen ebenso gut wie das Original und verhinderte so die Ausbreitung der Angreifer. Gelänge es, die Impfung mit nackter, gereinigter Erbsubstanz auf den Menschen zu übertragen, liesen sich womöglich viele Komplikationen durch Zusatzstoffe und abgeschwächte Erreger vermeiden.

(erschienen in den Kieler Nachrichten am 15.1., dem General-Anzeiger (Bonn) am 19.2., und der Berliner Morgenpost am 20.2.1994)

Quelle: Fynan, E F et al. “DNA vaccines: protective immunizations by parenteral, mucosal, and gene-gun inoculations.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 90,24 (1993): 11478-82. doi:10.1073/pnas.90.24.11478.

Berliner Morgenpost, General-Anzeiger (Bonn), Kieler Nachrichten, , , , , , ,

Ausgezeichnete Virusforschung

Geschrieben von Michel2015

Der Robert-Koch-Preis, einer der höchsten deutschen Wissenschaftspreise, wurde gestern in Bonn verliehen. Preisträger der mit 100.000 Mark dotierten Auszeichnung sind der Belgier Walter Fiers und der Japaner Tadatsugu Taniguchi. Die Robert-Koch-Medaille in Gold für das Lebenswerk eines Forschers erhielt Professor Werner Schäfer, „einer der großen Pioniere der Virusforschung in Deutschland“, wie der Laudatio zu entnehmen war.

Alljährlich ehrt die Robert-Koch-Stiftung mit der Preisvergabe Wissenschaftler, die sich besondere Verdienste bei der Erforschung von Infektions- und anderen Volkskrankheiten erworben haben. Diese Anforderung trifft auf den 79jährigen Schäfer sicherlich in besonderem Maße zu. Professor Rudolf Rott, Direktor des Instituts für Virologie der Universität Gießen, lobte den gebürtigen Westfalen: „Bei ihm haben wir gelernt, nicht nur fleißig und sauber zu arbeiten, sondern auch naturwissenschaftlich zu denken.“

Ausgehend vom Hühnerpestvirus und anderen Vertretern aus der Gruppe der Myxoviren wandte sich Schäfer bald auch den Krankheitserregern beim Menschen zu. Am Tübinger Max-Planck-Institut für Virusforschung fand er heraus, daß seine Geflügelviren nahe verwandt waren mit den Partikeln, welche die Volksseuchen Influenza, Mumps und Masern hervorrufen. Die Influenza oder echte Grippe war bis zur Einführung weltweiter Impfkampagnen eine der großen Geißeln der Menschheit; alleine bei der Epidemie der Jahre 1918 und 1919 starben über 20 Millionen.

Schäfer war es, der aus seinen Untersuchungen die – richtige – Vermutung ableitete, daß bestimmte Geflügelviren ein unerschöpfliches Reservoir für die Entstehung immer neuer Influenzavarianten sein könnten. Auch die Überlegung, daß sich ein vollständiger Impfschutz erreichen ließe, wenn man dem menschlichen Immunsystem bestimmte Eiweiße von der Oberfläche der Viren präsentieren würde, erwies sich im Nachhinein als richtig.

Anfang der sechziger Jahre begann sich der gelernte Tierarzt dann mit Retroviren zu beschäftigen, zu denen auch das damals noch unerkannte Aidsvirus HIV gehört. Für diese Gruppe von Krankheitserregern entwickelte Schäfer ein Strukturmodell, das heute allgemein anerkannt ist. „Häufig stehen allerdings Schäfer und Mitarbeiter nicht mehr als Quellenangabe unter diesen Modellen“, monierte der Preisträger.

Bahnbrechende Erfolge bei der Erforschung von tierischen Viren hat auch Walter Fiers von der Universität Gent vorzuweisen. Er entschlüsselte 1978 als erster die komplette Erbinformation eines Tumorvirus. SV 40, so der Name des Erregers, kann bei Hamstern bösartige Geschwüre verursachen. Auch das dafür verantwortliche Gen konnte Fiers isolieren. Dieser Triumph führte dann unmittelbar zur Entdeckung eines menschlichen Gens – p 53 -, das eine genau entgegengesetzte Wirkung hat. Das p 53 ist ein sogenanntes Suppressorgen; eine von vielen Erbanlagen, deren Beschädigung zur Krebsentstehung führen kann.

Ende der siebziger Jahre wandte sich Fiers ebenso wie der japanische Preisträger Taniguchi der Erforschung von Botenstoffen zu, die innerhalb eines Organismus bereits in kleinsten Mengen die Entwicklung von Geweben und Zellen beeinflussen können. Während Fiers die Interferone untersuchte, von denen man sich anfangs große Hoffnungen für eine Krebstherapie gemacht hatte, erforschte Taniguchi die Wirkung einer anderen Stoffklasse, der Interleukine.

Besonders Interleukin-2, so weiß man heute, wirkt auf mehrere verschiedene Typen von Immunzellen. Für detaillierte Untersuchungen stand aber zunächst nicht genug an diesem Eiweiß zur Verfügung. Das änderte sich erst, als Taniguchi das Gen, also den molekularen Bauplan, für Interleukin-2 isolierte und mit Hilfe von bakteriellen Zellen in größeren Mengen herstellen konnte. Aus dem Zusammenspiel mit anderen Botenstoffen, so hofft der Japaner, könnten sich bald schon neue Ansätze zur Krebstherapie ergeben.

(erschienen in „DIE WELT“ am 5. November 1991)

Allgemein, , , , , , , , , , , , ,

Fleißig arbeiten und wissenschaftlich denken

Geschrieben von Michel2015
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Der Robert-Koch-Preis, einer der höchsten deutschen Wissenschaftspreise, wurde gestern in Bonn verliehen. Preisträger der mit 100.000 Mark dotierten Auszeichnung sind der Belgier Walter Fiers und der Japaner Tadatsugu Taniguchi. Die Robert-Koch-Medaille in Gold für das Lebenswerk eines Forschers erhielt Professor Werner Schäfer, „einer der großen Pioniere der Virusforschung in Deutschland“, wie der Laudatio zu entnehmen war.

Alljährlich ehrt die Robert-Koch-Stiftung mit der Preisvergabe Wissenschaftler, die sich besondere Verdienste bei der Erforschung von Infektions- und anderen Volkskrankheiten erworben haben. Diese Anforderung trifft auf den 79jährigen Schäfer sicherlich in besonderem Maße zu. Professor Rudolf Rott, Direktor des Instituts für Virologie der Universität Gießen, lobte den gebürtigen Westfalen: „Bei ihm haben wir gelernt, nicht nur fleißig und sauber zu arbeiten, sondern auch naturwissenschaftlich zu denken.“

Einer von vielen Influenza-Viren: Der Erreger der Schweine-Grippe unter dem Elektronenmikroskop (Photo: C. S. Goldsmith and A. Balish, CDC / Public domain)

Ausgehend vom Hühnerpestvirus und anderen Vertretern aus der Gruppe der Myxoviren wandte sich Schäfer bald auch den Krankheitserregern beim Menschen zu. Am Tübinger Max-Planck-Institut für Virusforschung fand er heraus, daß seine Geflügelviren nahe verwandt waren mit den Partikeln, welche die Volksseuchen Influenza, Mumps und Masern hervorrufen. Die Influenza oder echte Grippe war bis zur Einführung weltweiter Impfkampagnen eine der großen Geißeln der Menschheit; alleine bei der Epidemie der Jahre 1918 und 1919 starben über 20 Millionen.

Schäfer war es, der aus seinen Untersuchungen die – richtige – Vermutung ableitete, daß bestimmte Geflügelviren ein unerschöpfliches Reservoir für die Entstehung immer neuer Influenzavarianten sein könnten. Auch die Überlegung, daß sich ein vollständiger Impfschutz erreichen ließe, wenn man dem menschlichen Immunsystem bestimmte Eiweiße von der Oberfläche der Viren präsentieren würde, erwies sich im Nachhinein als richtig.

Anfang der sechziger Jahre begann sich der gelernte Tierarzt dann mit Retroviren zu beschäftigen, zu denen auch das damals noch unerkannte Aidsvirus HIV gehört. Für diese Gruppe von Krankheitserregern entwickelte Schäfer ein Strukturmodell, das heute allgemein anerkannt ist. „Häufig stehen allerdings Schäfer und Mitarbeiter nicht mehr als Quellenangabe unter diesen Modellen“, monierte der Preisträger.

Bahnbrechende Erfolge bei der Erforschung von tierischen Viren hat auch Walter Fiers von der Universität Gent vorzuweisen. Er entschlüsselte 1978 als erster die komplette Erbinformation eines Tumorvirus. SV 40, so der Name des Erregers, kann bei Hamstern bösartige Geschwüre verursachen. Auch das dafür verantwortliche Gen konnte Fiers isolieren. Dieser Triumph führte dann unmittelbar zur Entdeckung eines menschlichen Gens – p 53 -, das eine genau entgegengesetzte Wirkung hat. Das p 53 ist ein sogenanntes Suppressorgen; eine von vielen Erbanlagen, deren Beschädigung zur Krebsentstehung führen kann.

Ende der siebziger Jahre wandte sich Fiers ebenso wie der japanische Preisträger Taniguchi der Erforschung von Botenstoffen zu, die innerhalb eines Organismus bereits in kleinsten Mengen die Entwicklung von Geweben und Zellen beeinflussen können. Während Fiers die Interferone untersuchte, von denen man sich anfangs große Hoffnungen für eine Krebstherapie gemacht hatte, erforschte Taniguchi die Wirkung einer anderen Stoffklasse, der Interleukine.

Besonders Interleukin-2, so weiß man heute, wirkt auf mehrere verschiedene Typen von Immunzellen. Für detaillierte Untersuchungen stand aber zunächst nicht genug an diesem Eiweiß zur Verfügung. Das änderte sich erst, als Taniguchi das Gen, also den molekularen Bauplan, für Interleukin-2 isolierte und mit Hilfe von bakteriellen Zellen in größeren Mengen herstellen konnte. Aus dem Zusammenspiel mit anderen Botenstoffen, so hofft der Japaner, könnten sich bald schon neue Ansätze zur Krebstherapie ergeben.

(erschienen in „DIE WELT“ am 5. November 1991)

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Waffe gegen Grippevirus

Geschrieben von Michel2015

Australischen Forschern ist es gelungen, ein Molekül herzustellen, das die Vermehrung von Grippeviren in Labormäusen verhindert. Damit ist man einem Medikament zur Behandlung der Grippe (Influenza) einen bedeutenden Schritt näher gekommen. Die Fähigkeit des Erregers, seine Oberflächenstrukturen immer wieder zu verändern, hat die Entwicklung eines fortdauernden Impfschutzes bisher verhindert. Anders als der Schnupfen kann die Grippe, die oft in weltweiten Epidemien auftritt, schwerwiegende Folgen haben. Besonders Kinder und ältere Menschen erliegen bakteriellen Lungenentzündungen im Gefolge der Influenza. In der Bundesrepublik forderte die Krankheit 1983 37 Todesopfer, seitdem sind die Zahlen rückläufig.

Peter Colman - Wikipedia
Peter Colman (Foto: The Royal Society [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons)

Für die Attacke auf den menschlichen Körper sind zwei Eiweißstoffe für das Virus unverzichtbar: Hämagglutinin (HA) wird als „Anker“ benutzt, mit dem die Grippeerreger an die Zellen der Atemwege binden; mit Neuraminidase befreien sich neugebildete Viruspartikel von ihren Wirtszellen. Peter Colman, der Leiter des Projekts, hatte 1983 eine Vertiefung auf der Oberfläche dieses Eiweißes entdeckt, die offensichtlich bei allen Stämmen des Grippeerregers die gleiche Form hat. Obwohl die Wissenschaftler schon zuvor Substanzen entwickelt hatten, die die Aktivität der Neuraminidase im Reagenzglas unterdrücken, blieben Tierversuche zunächst erfolglos.

Erst nach der Aufklärung der Molekülstruktur mittels Röntgenkristallographie waren die Forscher in der Lage, Substanzen zu entwerfen, die genau in die „Tasche“ auf der Virusoberfläche passen. Dies hindert den Erreger in seiner Vermehrung und gibt dem Immunsystem die Chance, verbliebene Partikel zu vernichten. Mit diesen neuen Wirkstoffen gelang es der Arbeitsgruppe dann zum ersten Mal, auch im Tierversuch die Virusvermehrung zu blockieren. Mit jedem Molekül, das die Wissenschaftler seitdem getestet haben, konnte die Wirkung weiter verbessert werden. Wenn sich aus dieser Forschungsarbeit eine Therapie entwickeln lässt, würde das nicht nur Gesunden helfen, das Virus abzuwehren. Erstmals stände auch eine Methode zur Verfügung, bereits erkrankte Personen zu heilen.

(erschienen in der WELT am 22. Juli 1989)

164-glasses-2@2x  Quelle: New Scientist: Synthetic molecule disables the flu virus. 24. Juni 1989

 

59-info@2x  Was ist daraus geworden? Mit dieser Meldung, geschrieben noch in meiner Praktikantenzeit, hatte ich offenbar einen guten Riecher. Wegen genau dieser Forschungsarbeit wurde Colman im Jahr 2014 in die Royal Society aufgenommen, den wohl vornehmsten Club von Wissenschaftlern weltweit. In seinem Profil dort heißt es, dass Colman mit Zanamivir eine der ersten Arzneien geschaffen habe, die am Reißbrett entworfen wurde (durch „structure-based design“). Es war zugleich der erste Neuraminidase-Hemmer gegen Influenza.

Die WELT, , , , , ,