Pandemien frühzeitig erkennen und verhindern: Projektstart für "ANTIGONE"

Im Rahmen eines Forschungsverbundes zur schnelleren Erkennung und besseren Bekämpfung von Infektionserregern starten im Friedrich-Loeffler-Institut (FLI), am Standort Jena, Forschungsarbeiten über das im letzten Jahr neu aufgetretene Darmbakterium EHEC O104:H4, den Erreger des Q-Fiebers Coxiella burnetii und den Pesterreger Yersinia pestis.

Diese Projekte sind Teil des internationalen Forschungsverbundes „ANTIGONE“ (ANTIcipating the Global Onset of Novel Epidemics – Früherkennung des globalen Auftretens neuartiger Epidemien), der von der EU mit 12 Millionen Euro aus dem Forschungsrahmenprogramm gefördert wird.

ANTIGONE besteht aus 14 Partnern aus 7 Ländern. In verschiedenen Projekten stehen Viren und bakterielle Erreger, die zu neuen Epidemien führen könnten, im Mittelpunkt.

Zu den untersuchten Erregern gehören außerdem Lyssaviren, das SARS Coronavirus, das Krim-Kongo-Hämorrhagische-Fieber-Virus, das Nipah- und Ebola-Virus, Mycobacterium bovis, Borrelia burgdorferi und Streptococcus suis.

Zoonotische Erreger müssen zunächst den Sprung vom Tier zum Menschen schaffen und dann von Mensch zu Mensch effizient übertragen werden, um zu einer Epidemie oder gar zu einer Pandemie zu führen.

In den letzten Jahren hat es eine zunehmende Zahl von Viren oder Bakterien geschafft, diese Speziesbarriere zu durchbrechen. „Emerging zoonoses", also neue vom Tier auf den Menschen übertragbare Infektionskrankheiten, haben sich schnell ausgebreitet und Krankheits- und Todesfälle verursacht.

Derzeit gibt es keine Möglichkeit zur Vorhersage, ob ein bei Wild- oder Haustieren neu entdeckter Erreger das Potential hat, sich in der menschlichen Population explosionsartig auszubreiten. Je mehr man über die hierfür notwendigen Mechanismen und Faktoren weiß, desto besser sind die Chancen, einen Ansatz zur Vermeidung solcher Übergänge zu finden.

Prof. Christian Menge (Institut für molekulare Pathogenese) und Prof. Helge Karch (Institut für Hygiene, Universität Münster) wollen der Frage nachgehen, welche Faktoren dazu geführt haben, dass EHEC O104:H4 für den Menschen so gefährlich ist.

Während andere EHEC-Stämme den Darm von Tieren als harmlose Nutznießer (Kommensalen) besiedeln, konnte EHEC O104:H4 mit seiner besonderen Kombination von Genabschnitten, die von unterschiedlichen Gruppen krankmachender E. coli stammen, bislang nur im Verdauungstrakt von Menschen nachgewiesen werden.

Um die Entstehungsgeschichte von EHEC O104:H4 zu verstehen, wird nun bei Wild- und Haustieren in Deutschland, Großbritannien, den Niederlanden, Spanien und Vietnam nach dem Auftreten ähnlicher Erreger gefahndet. Es wird auch untersucht, ob EHEC O104:H4 in der Lage ist, im Darm von Wiederkäuern dauerhaft zu überleben.

Coxiella burnetii, der Erreger des Q-Fiebers, der von Schafen und Ziegen in großer Zahl ausgeschieden werden kann, hat 2007 – 2010 in den Niederlanden eine große Epidemie beim Menschen ausgelöst. Wissenschaftler des FLI erarbeiten Grundlagen zum Verständnis der Erregerausscheidung bei Wiederkäuern auf Einzeltier- und auf Herdenebene.

Hierfür wird mit Hilfe von Zellkulturmodellen der Weg des Erregers an der Eintrittspforte, dem Deckgewebe der Lunge (Lungenepithel), und der Austrittspforte, dem Plazenta-, Darm-, und Euterepithel, quantitativ und qualitativ untersucht. Letztendlich sollen Biomarker abgeleitet werden, um das epidemische Potential verschiedener Erregerstämme einzuschätzen.

Yersinia pestis, der Erreger der Pest, hat in den letzten 1500 Jahren drei verheerende Pandemien verursacht. Der „Schwarze Tod“ hat dabei Millionen von Menschen das Leben gekostet und den Verlauf nicht nur der europäische Geschichte tiefgreifend verändert.

Trotz intensiver Forschung sind noch viele Fragen zum Lebenszyklus (tierisches Reservoir – Vektor – Mensch) und zur Übertragung des Bakteriums von Mensch zu Mensch unbeantwortet.

Welche Faktoren dem Bakterium eine schnelle Vermehrung unter schwierigen Bedingungen wie mangelndem Sauerstoffgehalt im entzündeten Gewebe seines Wirtes ermöglichen und wie es sich genetisch von nahe verwandten Arten und harmlosen Impfstoffen unterscheidet, wird nun durch die Arbeitsgruppe von Prof. Heinrich Neubauer (Institut für bakterielle Infektionen und Zoonosen) erforscht.