Mers-Virus - Überträger der Infektionskrankheit auf den Menschen

Medizin am Abend Berlin:   Strategie gegen Mers-Seuche – Kamel-Impfstoff wirksam

Ein deutsch-niederländisches Forscherteam hat Dromedare gegen das Mers-Virus erfolgreich geimpft. Sie gelten als Überträger der Infektionskrankheit auf den Menschen.  

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• Das Mers-Virus löst eine Erkrankung der Atemwege aus, die bei Menschen tödlich verlaufen kann. 

Als Überträger des Virus gelten Dromedare, einhöckrige Kamele. Forscher um Professor Dr. Albert Osterhaus von der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, um Professor Dr. Gerd Sutter, Institut für Infektionsmedizin und Zoonosen der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und um Professor Dr. Bart L. Haagmans vom Erasmus Medical Center (MC) in Rotterdam haben ihren Impfstoffkandidaten MVA-MERS-S nun erfolgreich an Dromedaren getestet. „Wir haben zum ersten Mal gezeigt, dass durch unseren Impfstoff die Viruslast in Kamelen signifikant reduziert wird“, sagt Gerd Sutter. Die Ergebnisse veröffentlicht das Forscherteam im renommierten Magazin Science.




Dromedare gelten als Überträger des MERS-Virus. Das Virus löst eine Erkrankung der Atemwege aus, die bei Menschen tödlich verlaufen kann. Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Der Impfstoffkandidat MVA-MERS-S wurde von Gerd Sutter bereits vor zwei Jahren entwickelt. Der Virologe hat in Zusammenarbeit mit Forschern der Philipps-Universität Marburg und des Erasmus MC ein Mers-Gen in ein abgeschwächtes Pockenvirus (MVA) geschleust und so ein Impfvirus hergestellt. Die Wirksamkeit von MVA-MERS-S wurde in den vergangenen Jahren bereits in mehreren Tests nachgewiesen. In der aktuellen Untersuchung wurde der Impfstoff erstmals an Kamelen getestet.

Impfstoff schützt vor zwei Krankheiten

Das Mers-Virus wurde 2012 in Saudi-Arabien identifiziert, bislang wurden weltweit 1.400 Infektionen bei Menschen gemeldet, wovon etwa ein Drittel einen tödlichen Verlauf nahm. Eigentlich befällt das Virus Dromedare, wie Untersuchungen zeigen. In den Tieren wurden unter anderem Antikörper gegen das Virus nachgewiesen. Die Infektion verläuft bei den Tieren unauffällig, doch offenbar sind sie die Quelle für die menschlichen Infektionen.

 Auch eine Übertragung von Mensch zu Mensch ist möglich.

Eine hochwirksame Impfung der Tiere gilt als ideale Strategie gegen das Mers-Virus: Sie würde ihm seinen Wirt nehmen, die Krankheit könnte nicht mehr zum Menschen überspringen, so die Überlegung, und die Gefahr einer Seuche wäre gebannt.

Der Impfstoff aus dem Labor von Gerd Sutter bietet einen weiteren Vorteil: „MVA-MERS-S schützt zugleich gegen die Pockenerkrankung bei Kamelen, einer den Menschenpocken sehr ähnlichen Infektion, die für die Tiere lebensgefährlich sein kann“, sagt Bart L. Haagmans vom Erasmus MC.

Bei Kamelen äußert sich eine Infektion mit dem Mers-Virus vor allem in den oberen Atemwegen. In der aktuellen Studie haben die Forscher acht Kamele gezielt mit dem Erreger angesteckt. Die eine Gruppe wurde drei Wochen zuvor sowohl intranasal als auch intramuskulär mit MVA-MERS-S geimpft. „Durch die Impfung hatten die Tiere bereits ausreichend Antikörper entwickelt, sodass eine Virusvermehrung und Erkrankung geblockt werden konnten“, sagt Dr. Asisa Volz von der LMU. Die Antikörper konnten sowohl in der Nasenschleimhaut als auch im Blut der Tiere nachgewiesen werden. Die nicht-geimpften Tiere entwickelten dagegen die typische Nasen- und Nasennebenhöhleninfektion mit Symptomen wie bei einem kräftigen Schnupfen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Impfung mit MVA-MERS-S die Anzahl ansteckender Mers-Erreger in der Nasenschleimhaut von Kamelen deutlich reduziert“, sagt Albert Osterhaus von der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover.

Klinischer Test am Menschen in Vorbereitung

MVA-MERS-S gilt auch als Impfstoffkandidat für Menschen. Nach mehreren Tests erfüllt MVA-MERS-S inzwischen bereits wichtige Voraussetzungen, um im Rahmen einer klinischen Studie erstmals am Menschen getestet zu werden. Gerd Sutter leitet dafür am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung das Projekt „GMP manufacture and Phase I clinical investigation of MVA-MERS-S, an experimental prophylactic vaccine against the Middle East Respiratory Virus Syndrome“.

Bislang gibt es noch keinen Impfstoff, der Menschen im Fall einer größeren Ansteckungswelle schützen könnte.

In Südkorea erkrankten im Frühsommer dieses Jahres mehr als 180 Menschen. Der Ausbruch ging auf einen einzelnen Patienten zurück, der zuvor arabische Länder bereist hatte.

• Alle bisher bestätigten Infektionen hängen direkt oder indirekt mit der arabischen Halbinsel zusammen, daher heißt das Virus „Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus“ (MERS-CoV). 
• In Deutschland gab es bislang drei Patienten mit einer Mers-Infektionen, die sich zuvor im saudi-arabischen Raum angesteckt hatten.

Die Originalpublikation

An orthopoxvirus-based vaccine reduces virus excretion after MERS coronavirus infection in dromedary camels
Bart L. Haagmans, Judith M.A. van den Brand, V. Stalin Raj, Asisa Volz, Peter Wohlsein, Saskia L. Smits, Debby Schipper, Theo M. Bestebroer, Nisreen Okba, Robert Fux, Albert Bensaid, David Solanes Foz, Thijs Kuiken, Wolfgang Baumgärtner, Joaquim Segalés Coma, Gerd Sutter, Albert D.M.E. Osterhaus
Science, DOI: 10.1126/science.aad1283

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Professor Dr. Albert Osterhaus
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
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albert.osterhaus@tiho-hannover.de

Professor Dr. Gerd Sutter
Tierärztliche Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München
Lehrstuhlinhaber Virologie
Tel.: +49 89 2180 2514
gerd.sutter@lmu.de

Professor Dr. Wolfgang Baumgärtner, PhD
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Institut für Pathologie
Tel.: +49 511 953-8620
wolfgang.baumgaertner@tiho-hannover.de
Sonja von Brethorst Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

360° TOP-TagesThema: Warum reißen Achillessehnen?

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Dissertation erforscht Gründe für Achillessehnenrupturen

In den vergangenen Jahren ist eine Zunahme von Achillessehnenverletzungen feststellbar, obwohl diese die stärksten Sehnen des menschlichen Körpers sind. Eine Ursache dafür ist die ungleichmäßige Belastung der Achillessehne durch schräge Fußhaltung, aber auch hohe gleichmäßige Belastung kann zu Problemen führen. 

Die Dissertation, die M. Eng. Majid Kardeh vom Fachbereich Informatik und Ingenieurswissenschaften der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) vorgelegt hat, beschäftigt sich mit einer „Methode zur Beurteilung des Achillessehnenruptur-Risikos auf Basis bildgebender Verfahren und der Finite Elemente-Methode“. 
 
Kardeh entwickelte ein virtuelles Verfahren, das die Belastung der Achillessehne unter verschiedenen Bedingungen simuliert und Schwachstellen erkennt.


 Majid Kardeh von Frankfurt UAS entwickelte ein virtuelles Verfahren, das die Belastung der Achillessehne unter verschiedenen Bedingungen simuliert und Schwachstellen erkennt.
Quelle: Privat

„Unter Berücksichtigung von Majid Kardehs Erkenntnissen können künftig vorbeugende Maßnahmen bei der Entwicklung von Schuhen getroffen werden, die dem Risiko einer Achillessehnenruptur entgegenwirken“, ordnet der Betreuer Prof. Dr.-Ing. Gerhard Silber von der Frankfurt UAS die Bedeutung der Dissertation ein. „Das Potenzial des genutzten Verfahrens liegt in der Entwicklung und Optimierung von Schuhen am Computer, die sowohl im Komfort als auch im Schutz besonders gefährdeter Muskeln und Sehnen verbessert werden können.“ Die Arbeit wurde in enger Kooperation mit Prof. Dr. Dr. med. Thomas J. Vogl vom Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der Goethe-Universität Frankfurt am Main verfasst. Die radiologischen Aufgaben beinhalteten insbesondere die Entwicklung und Analyse spezifischer Magnetresonanztomographie-Sequenzen zur Bildgebung.

In das Forschungsförderungsprogramm LOEWE (Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz) war der Fachbereich Informatik und Ingenieurwissenschaften der Frankfurt UAS im Rahmen des Schwerpunktes „Präventive Biomechanik – PräBionik“ eingebunden. Kardeh entwickelte innerhalb dieses Schwerpunktes eine Methode, welche die Interaktion von Fuß, Schuh und Untergrund simuliert. Gleichzeitig zeigt sie die Belastungen der jeweiligen Weichgewebe im Fuß auf. Mit Hilfe dieser Methode untersuchte Kardeh die besonderen Anforderungen an die Achillessehne bei verschiedenen Fußstellungen. Dabei wurden auch unterschiedliche Konstellationen der drei Parameter Fuß, Schuh und Untergrund überprüft.

Das virtuelle Verfahren ermöglicht die genaue Darstellung der inneren Belastung der Achillessehne in verschiedenen Szenarien. Die Beine von Versuchsteilnehmer(-inne)n wurden mittels des Magnetresonanztomographie-Verfahrens digitalisiert und die mechanischen Eigenschaften des Weichgewebes durch Versuche, die das hyperelastische Verhalten von Materialien ermitteln, identifiziert. In Kombination mit Laufanalysen konnten mittels eines Mehrkörpersystems, das die Berechnung der Bewegung verschiedener Körper in einem System ermöglicht, die erforderlichen Muskelkräfte für das virtuelle Modell ermittelt werden.

• Kardeh kommt zu dem Ergebnis, dass die größte Spannung und Dehnung der Achillessehne beim Laufen in neutraler Fußhaltung im Bereich der Achillessehnentaille besteht. 
• Diese Stelle wird auch als „kritische Stelle“ bezeichnet, da 80 % aller Achillessehnenrisse in diesem Bereich auftreten. Bei einer ungleichmäßigen bzw. asymmetrischen Belastung der Achillessehne ist je nach Art der Asymmetrie der innere – bei einer Eversion – oder der äußere – bei einer Inversion – Teil der Sehne stärker gefährdet. 
• Bei einer Inversion ist das Risiko für eine Ruptur insgesamt höher als bei einer Eversion.

Kardeh hat sein Diplom in Maschinenbau und auch seinen Master in Automotive Engineering an der Frankfurt UAS absolviert. Er ist seit 2008 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Materialwissenschaften und Lehrender am Fachbereich Informatik und Ingenieurswissenschaften. Seine kooperative Promotion in theoretischer Medizin schloss er im November 2015 an der Goethe-Universität Frankfurt erfolgreich ab. Sie wurde von zwei Gutachtern betreut: Prof. Dr.-Ing. Gerhard Silber ist Professor am Fachbereich Informatik und Ingenieurwissenschaften der Frankfurt UAS und Direktor des Instituts für Materialwissenschaften; Prof. Dr. Dr. med. Thomas J. Vogl ist Direktor des Instituts für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der Goethe-Universität Frankfurt am Main.

Bereits 2012 befasste sich Christophe Then von der Frankfurt UAS in seiner Dissertation im LOEWE-Schwerpunkt „Präventive Biomechanik – PräBionik“ mit einem besseren Verständnis der biomechanischen Vorgänge bei Liegegeschwüren und zeigte Möglichkeiten zu ihrer Vermeidung auf. Der Titel der von Then in englischer Sprache verfassten Dissertation lautete: „Application of the Finite Element Method to Optimize Interaction of Human Soft Tissue and Soft Polymeric Foam Supports”.

Die Frankfurt UAS, die Goethe-Universität Frankfurt am Main, die Philipps-Universität Marburg und die Duale Hochschule Baden-Württemberg Mosbach wurden für ihre gemeinsame Forschung im biomechanischen Bereich von 2010 bis 2013 mit rund 3,8 Millionen Euro aus dem LOEWE-Programm gefördert. Konsortialführer des LOEWE-Schwerpunkts war Prof. Dr.-Ing. Gerhard Silber, Geschäftsführender Direktor des Instituts für Materialwissenschaften (IfM) der Frankfurt UAS.

Das Institut für Materialwissenschaften (IfM) ist als Forschungsschwerpunkt an der Frankfurt UAS am Fachbereich Informatik und Ingenieurwissenschaften angesiedelt und widmet sich den Materialwissenschaften, der Biomedizin und der Biomechanik. Das Institut setzt sich aus den Laboren für Materialwissenschaft, Kunststoff und Kautschuk, Werkstoffe und für Computeralgebra zusammen. Geschäftsführender Direktor des Instituts ist Prof. Dr.-Ing. Gerhard Silber.


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Nicola Veith Frankfurt University of Applied Sciences


Weitere Informationen unter: http://www.frankfurt-university.de/ifm