Schüler erforschen Marphili-Virus an der Uni

Wer ist infiziert und wie gefährlich ist das Virus wirklich? Am 14. August 2013, trotz Sommerferien, versammelten sich 20 Schülerinnen und Schüler vor der Virologie auf den Lahnbergen. Wir alle sind Bio-LK Schüler der ehemaligen Q2. Neugierde und Forschungslust hatten uns zu der Entscheidung getrieben, das zweitägige Simulations-Experiment mitzumachen.

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Frankfurt, Flughafen: eine vierköpfige Familie kehrt von ihrem sechsmonatigen Aufenthalt auf den Philippinen zurück. Zunächst denkt sich niemand etwas, als der Vater beginnt über Atembeschwerden zu klagen. Er ist Raucher. Doch dann der Verdacht: hat das Marphili-Virus, das zunächst nur in Südostasien aufgetreten ist, jetzt auch Deutschland erreicht? Die Symptome sprechen dafür: der Vater hustet, zeigt hohes Fieber, Atembeschwerden. Und auch andere Familienmitglieder zeigen Symptome: eins der beiden Kinder weist einen Schnupfen auf, die Mutter erhöhte Temperatur. Hinweise auf eine Infektion?

Umgehend wurden Blutproben aller vier Familienmitglieder an das Institut der Virologie in Marburg geschickt, um dort von 20 Spezialisten des Gymnasium Philippinum überprüft zu werden: Wer ist infiziert und wie gefährlich ist das Virus wirklich? Am 14. August 2013, trotz Sommerferien, versammelten sich 20 Schülerinnen und Schüler vor der Virologie auf den Lahnbergen. Wir alle sind Bio-LK Schüler der ehemaligen Q2. Neugierde und Forschungslust hatten uns zu der Entscheidung getrieben, das zweitägige Simulations-Experiment mitzumachen. Im Institut würde uns ein großer praktischer Teil erwarten: PCR, Fluoreszenzmikroskopie, ELISA-Tests (ein Test zum Nachweis von Antikörpern im Blut), Gel-Elektrophorese,…

Kaum angekommen wurden wir freundlichst von dem fünfköpfigen Team, das sich bereitgefunden hatte, die Verantwortung für uns zu übernehmen, partnerschaftlich begrüßt. Nach einer Sicherheitseinweisung fürs Labor standen uns (fast) alle Türen offen und wir durften selbständig in den Sicherheitslaboren tätig werden. Dabei experimentierten wir mit denselben Werkzeugen und Geräten wie ausgebildete Virologen. Die Materialien waren uns dabei von dem Virologie-Team bereitgestellt worden und zuvor unter riesigem Aufwand, wie wir nach Abschluss der Simulation erfuhren, eigens für uns und dieses Projekt hergestellt worden.

Zwischen den einzelnen Experimenten, die dazu dienten, Antworten auf die elementarsten Fragen nach dem Ausbruch eines unerforschten oder unbekannten Virus zu finden, erhielten wir informative und interessante Vorträge, in denen uns die einzelnen Arbeitsschritte und der Sachzusammenhang erklärt wurde. Die Inhalte schlossen sich dabei durch Zufall an unseren Unterricht bei Herrn Beyer an, der thematisch zwar schon eine Weile in der Vergangenheit lag, aber nach kurzem Nachdenken wieder präsent in unseren Köpfen vorlag, sodass wir gut vorbereitet in die Simulation einsteigen konnten. Nebenbei wurden Fragen geklärt und hier und da auch die eine oder andere Debatte geführt, bei der wir Gedanken austauschen konnten. Nach ausgiebigen Forschungsarbeiten meldete sich schließlich der Hunger. Dazu wurden wir von dem Team in die Mensa direkt gegenüber der Virologie eingeladen, wo wir eine warme Mahlzeit mit scheinbar unendlich vielen Beilagen erhielten, sodass jeder mehr als satt wurde. Anschließend ging es zurück zu den Experimenten und dem unbekannten Virus. Als Highlight des ersten Tages bekam jeder Teilnehmer sein eigenes Marphili-T-Shirt geschenkt, das zwar nicht jedem perfekt passte, aber umso mehr Freude bereitete.

Am zweiten Tag der Simulation holte uns der Stress ein wenig ein und wir erfuhren, was es für Wissenschaftler heißt, unter Zeitdruck zu stehen. Denn für den heutigen Tag standen nicht nur weitere Experimente auf dem Plan, sondern auch eine Pressekonferenz! Und die hatte sich natürlich für einen Zeitpunkt angekündigt, an dem wir noch mitten im ELISA-Test steckten. Eilend und unter Volldampf meisterten wir aber auch diese Situation irgendwie, sodass wir es gerade rechtzeitig schafften, fertig zu werden. Und schon erschienen auch die ersten Vertreter der Presse. Dabei war auch ein Journalist der Oberhessischen Presse vertreten.

Jetzt galt es zu erproben, wie ein Wissenschaftler vor der Presse argumentiert. Immer noch in der Simulation erläuterten wir, was wir mithilfe der Tests und Experimente über das Marphili-Virus herausfinden konnten. Wir stellten die Szenerie vor, erklärten, wie wir erforscht hatten, welches Familienmitglied infiziert ist oder war und beantworteten Fragen, wie man sich am besten schützen solle. Mit der Pressekonferenz neigte sich auch unser letzter Tag dem Ende zu. Ein fast schon trauriger Moment für alle Teilnehmer, denn wir hatten unglaublich viel Spaß, haben spannendste Einblicke erhalten und wurden so freundlich wie nur irgend möglich empfangen. Die Simualtion stellte sich abschließend als so erfolgreich heraus, dass vom Leiter der Virologie angekündigt wurde, dass das Projekt fortgesetzt werden solle. Eine tolle Nachricht für uns alle, denn wir können die Teilnahme nur wärmstens empfehlen!


Quelle: Jahrbuch 2013, Gymnasium Philippinum

„Marphili“-Virus-Epidemie gestoppt

Philippinum-Schüler und Uni-Virologen simulierten Katastrophen-Fall und stellten sich Fragen der Presse.

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Marburg.
In einem fiktiven Szenario aus dem Jahre 2020 bricht das sogenannte Marphili-Virus aus – auf den Philippinen erkranken 350 Menschen. Von ihnen sterben etwa 80 Prozent. Nun liegt es an den Philippinum-Schülern, die Ausbreitung, auch in Deutschland, zu verhindern, denn eine vierköpfige Familie kehrt von den Philippinen zurück und importiert die Erreger nach Frankfurt. Bei dem Vater ist die Krankheit, die der SARS-Epidemie ähneln soll, ausgebrochen. Die jungen Wissenschaftler des Marburger Instituts für Virologie sind gefordert und experimentieren mit mehreren Blutproben. Und tatsächlich gelingt es, zumindest ein weiteres Ausgreifen zu verhindern. Bei einer inszenierten Pressekonferenz stellt das Forscherteam aus den Jahrgangsstufen 11 und 12 seine Ergebnisse der Öffentlichkeit vor.„Essig, Alkohol und starke Hitze“ verhindern, dass das Virus zur Entfaltung kommt, erläutert Schülerin Anna-Lena Beuter, wie wirksame Desinfektion rund um den Erkrankten zu funktionieren habe. Herausgefunden habe es das Team bei Tests mit verschiedensten Substanzen. Gemeinsam mit ihrem Mitschüler Johannes Schwabe und dem Uni-Virologen Boris Lamp stellt sie sich den Fragen, welche die auf den Plan gerufene Öffentlichkeit an die Experten hat.

20 Teilnehmer kommen aus dem Biologie-Leistungskurs
Zweck der ganzen Inszenierung war es, einen spannenden und durchaus auch stressigen Rahmen zu schaffen, in dem die Jugendlichen das in der Schule erlernte Wissen praktisch anwenden können. „Wir hatten einfach mal Interesse daran, zu sehen, wie die Leute hier in der Uni arbeiten“, erklärt Schwabe sein Mitwirken. Und auch Beuter erzählt, dass der praktische Bezug zum Unterrichtsstoff, die ausschlaggebende Motivation gewesen sei. Schließlich seien die 20 Teilnehmer im Biologie-Leistungskurs. Trotz des Zeitpunkts in den Sommerferien, hätten sich sogar zu viele Schüler für das Projekt gemeldet.Die Erwartungen hatten sich letztlich erfüllt, denn „wir fühlten uns hier sehr gut aufgehoben“, berichtet Beuter von der angenehmen Arbeitsatmosphäre. Zudem habe man „selber mal agieren“ können. Auch vonseiten der Uni zeigte man sich mit dem Pilotprojekt sehr zufrieden. Sowohl das Vorwissen, als auch die Mitarbeit hätten alle Erwartungen übertroffen, sodass es weitere Projekte geben solle.

Förderung durch Deutsche Forschungsgemeinschaft
Denn neben einer Verbesserung der Kommunikationsarbeit in der Virologie, gehe es auch darum, junge Menschen mitzunehmen und für das Fach zu begeistern, sagt Professor Stephan Becker, Leiter des Instituts für Virologie. Gefördert wurde das Projekt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Quelle: Oberhessische Presse

Fledermäuse als Überträger von Viren (Inauguration Symposium)

Fledermäuse und deren große Vettern, die Flughunde,haben traditionell einen schlechten Ruf. Man verbindet sie gerne mit der Vorstellung von blutsaugenden Vampiren und Graf Dracula. „Hinzu kommt, dass einige dieser fliegenden Säugetiere in Afrika und Südostasien auch das Ebola-Virus und andere gefährliche Viren übertragen können“.

Marburg.
Fledermäuse und deren große Vettern, die Flughunde,haben traditionell einen schlechten Ruf. Man verbindet sie gerne mit der Vorstellung von blutsaugenden Vampiren und Graf Dracula. „Hinzu kommt, dass einige dieser fliegenden Säugetiere in Afrika und Südostasien auch das Ebola-Virus und andere gefährliche Viren übertragen können“, sagt der Marburger Virologe Professor Stephan Becker, Sprecher des Sonderforschungsbereiches (SFB) 1021 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an der Philipps-Universität.

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Sind unbekannte Viren für Menschen gefährlich?
Die Ergebnisse, die Professor Christian Drosten aus Bonn anlässlich des Inauguration-Symposiums des SFB präsentierte, waren ebenfalls nicht dazu angetan, den Ruf der Tiere zu verbessern: Nach neuesten Forschungen scheinen Fledermäuse und Flughunde, welche die Erde schon viele Millionen Jahre bevölkerten, als vom Menschen noch keine Rede war, mit einer großen Anzahl an Viren behaftet zu sein. Die Vielzahl und Diversität der Fledermaus-Viren übersteigt die beim Menschen bekannten Viren um ein Vielfaches. Teilweise scheinen die menschlichen Viren sogar Abkommen der Fledermaus-Viren zu sein. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass wir gegenwärtig wahrscheinlich nur einen Bruchteil der in unserer Welt existierenden Viren kennen. Woraus sich die Frage ergibt, ob solche unbekannten Viren möglicherweise für den Menschen gefährlich sein könnten.

Sonderforschungsbereich veranstaltete Symposium
Warum manche Viren bei Menschen Krankheiten auslösen, andere hingegen nicht, ist eine der Fragen, die im SFB 1021 untersucht wird. „Unser Forschungsprogramm beschäftigt sich mit einer bestimmten Klasse von Viren, den RNA-Viren, zu denen Ebola- und Marburg- Virus, aber auch die Erreger von Grippe und Tollwut gehören“, erläutert Becker. Das an der Philipps-Universität veranstaltete Symposium war das erste einer Veranstaltungsreihe, die vom SFB regelmäßig zweimal pro Semester veranstaltet wird. „Wir laden dazu international renommierte Forscher als Sprecher ein, die sich mit den Themen Synthese der viralen Erbinformation, krankheitsauslösende Mechanismen von RNA-Viren und Abwehrreaktionen des infizierten Organismus befassen“, erklärt Becker. Bei der ersten Veranstaltung hatten etwa 130 Teilnehmer die Gelegenheit, Vorträge von Professor Ben Berkhout, Amsterdam, Professor Alexander Dalpke, Heidelberg,

Quelle: Oberhessische Presse

Viren wie Stiere am Nasenring gepackt

Marburger Virologen klären nach zehnjähriger Forschungsarbeit Funktionsweise der Virus-Abwehr auf.

Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Marburger Virologen Professor Friedemann Weber hat herausgefunden, wie der Körper Viren abwehrt.

Marburg.
Zellen haben Türsteher gegen ungebetene Gäste: Die Abwehr des Körpers gegen Viren beginnt früher als bisher gedacht, nämlich bereits unmittelbar, nachdem die Erreger in die Zelle eingedrungen sind. Das hat ein internationales Forscherteam unter Marburger Federführung herausgefunden. Die Wissenschaftler konnten unter Leitung von Professor Friedemann Weber auch sichtbar machen, an welcher Stelle das angeborene Immunsystem den Fremdkörper angreift. Die jetzt veröffentlichten Forschungsergebnisse haben eine Vorlaufzeit von fünf Jahren, bis Weber und das von ihm geleitete Team die Erfolgsmeldung publiziert hat. Voraussetzung dafür waren langjährige Grundlagenarbeit im Labor und zahlreiche von Weber betreute Diplomarbeiten, bis die Hypothese der Forscher auch wissenschaftlich bewiesen war. Dabei ging es dem Marburger Virologen zunächst vor allem um die Frage, wie die von den körpereigenen Zellen bei der Abwehr von Virus-Infektionen gebildete Substanz funktioniert und welche Signalwege bei der Immunabwehr genutzt werden.

Den Forschern war bereits bekannt, dass es neben den so-genannten „Toll-Like-Rezeptoren“ auch im Zellplasma Rezeptoren gibt, die der Virusabwehr dienen. Die Forscher wissen: Um Viren wie Grippe- oder Aids-Erreger abzuwehren, muss der „Eindringling“ rasch erkannt werden. An diesem Prozess sind die so genannten „Helicasen“ beteiligt. Sie sind dafür zuständig, verflochtene Stränge der Erbsubstanz RNA zu entwinden. Eine diese Helicasen, die sehr entscheidend für den Prozess ist, heißt RIG-I. „Unsere Studie sollte klären, ob, wie und wann RIG-I die RNA der eindringenden Viren erkennt“, erklärt der Virologe Professor Weber.Mechanismus war bisher weitgehend unbekannt „Unsere Befunde zeigen: Die Abwehr gegen Viren beginnt in dem Moment, in dem ein Virus in die Zelle eindringt, also zum frühestmöglichen Zeitpunkt einer Infektion“, erläutert Weber.

Sobald RIG-I sich an das Erbmaterial eindringender Viren bindet, ändert es seine Gestalt, lagert sich zu mehreren zusammen und setzt so die Abwehrmechanismen der Zelle in Gang. Bislang war jedoch weitgehend unbekannt, welcher konkrete Teil des Virus eine Helicase stimuliert. Um das herauszufinden, machten die Wissenschaftler Gebrauch von einer Vielzahl natürlich vorkommender Virenstämme, die unterschiedliche Eigenschaften haben. So konn-ten sie jeweils genau einen As-pekt der Immunabwehr isoliert betrachten: den Zeitpunkt des ersten Angriffs, das dafür ver-antwortliche Protein und die Zielstruktur auf dem Virus. Dabei stellten sie anhand der Bilder von Spezialmikroskopen folgenden Mechanismus fest: Sobald ein Virus in die Zelle eingedrungen ist, setzt sich das RIG-I-Protein an eine bestimmte Stelle von dessen RNA, nämlich genau dort, wo diese zu einer Art Schleife gewunden ist. „RIG-I packt das Virus wie einen Stier am Nasenring“, erläutert Studienleiter Weber (siehe ARTIKEL unten). Die RNA der eindringenden Viren ist normalerweise durch das Enzym Polymerase bedeckt und geschützt. Aber zu bestimmten Zeiten macht dieses Enzym die RNA zugänglich, beispielsweise, damit die Erbinformation kopiert wird. „Da RIG-I überall in der Zellgrundsubstanz vorhanden ist, scheint es die kurzzeitig entblößten Stellen dann rasch zu besetzen“, vermuten die Wissenschaftler. Das Verständnis der Funktionsweise der Virusabwehr durch das angeborene Immunsystem ist aus Sicht von Professor Weber ein wichtiger Grundstein auf dem Weg zu verbesserten Therapiemöglichkeiten. So könnte man bei weiteren Forschungen der Frage nachgehen, wie eine optimale Struktur für die Anregung des RIG I-Protein aussieht. Dies könnte nach Webers Ansicht vor allem bei der Entwicklung neuartiger Impfstoffe erfolgversprechend sein.

Beim Kampf des Körpers gegen Grippeviren hingegen verspricht sich Weber allerdings nicht allzu viel von einer weiteren Stärkung der Immunantwort des Körpers. „Das ist schon jetzt wie eine geladene Waffe. Bei einer zu starken Interferon-Antwort kommt es zu starken Nebenwirkungen und Autoimmun-Krankheiten können auftreten“, berichtet der Marburger Virologe.

Quelle: Oberhessische Presse

Acht Millionen Euro für Uni-Virologen

DFG fördert gemeinsamen Sonderforschungsbereich von Marburg und Gießen.

Erfolgsmeldung für die Virologen der Universitäten Marburg und Gießen: Für ihre gemeinsamen Forschungen bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft acht Millionen Euro.

Quelle: Oberhessische Presse

Gemeinsam gegen gefährliche Krankheitserreger

Die Universitäten in Marburg und Gießen erhalten einen neuen Sonderforschungsbereich (SFB), der dem Thema der so genannten RNA-Viren gewidmet ist; hierzu zählen beispielsweise das Influenza-A- oder das SARS-Virus. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die Errichtung des SFB mit voraussichtlich gut acht Millionen Euro für zunächst vier Jahre.

„Die Entscheidung der DFG belegt, dass die mittelhessischen Universitäten dank ihrer vorausschauenden Planung wettbewerbsfähige Bedingungen für die Lebenswissenschaften bieten“, erklärt anlässlich der Bewilligung Professorin Dr. Katharina Krause, die Präsidentin der Philipps-Universität Marburg. „Mit dem Marburger BSL4-Labor, einem der modernsten virologischen Einrichtungen weltweit, steht an der Philipps-Universität eine Forschungsinfrastruktur zur Verfügung, die eine wissenschaftliche Untersuchung höchst gefährlicher Krankheitserreger möglich macht“, führt Krause aus. „Der gemeinsame SFB ist ein weiteres Beispiel für die hervorragend funktionierende Partnerschaft zwischen den Universitäten Gießen und Marburg, die wir soeben durch unsere Forschungsallianz bekräftigt und gestärkt haben“, sagt Professor Dr. Joybrato Mukherjee, der Präsident der Justus-Liebig-Universität Gießen.

„Die überwiegende Mehrheit derjenigen Viren, die sich neu ausbreiten, hat ein Genom auf RNA-Basis“,erläutert Professor Dr. Stephan Becker, Direktor des Instituts für Virologie der Philipps-Universität und Koordinator des neuen SFB 1021. „Die besonderen biologischen Eigenschaften dieser RNA-Viren begünstigen ihre Ausbreitung über Artengrenzen hinweg von einem Wirt zu einem anderen, insbesondere auch vom Tier zum Menschen“, ergänzt Beckers Stellvertreter, der Gießener Virologe Professor Dr. John Ziebuhr.

RNA-Viren können sich besonders gut an neue Bedingungen anpassen, weil sie eine ungewöhnlich große genetische Variabilität aufweisen. Der Grund: Das Enzym Polymerase, mit dem das Erbgut dieser Viren vervielfältigt wird, unterscheidet sich in einem entscheidenden Punkt von den Polymerasen anderer Viren – es nimmt keine Korrektur von Fehlern vor, die bei der Replikation immer wieder vorkommen. Auf diese Weise entstehen in kurzer Zeit zahlreiche neue Virusvarianten, die in vielen Fällen auch neue Eigenschaften besitzen. Die Unzuverlässigkeit der viralen RNA-Polymerase beim Kopieren des viralen Genoms ist also die Ursache dafür, dass sich RNA-Viren besonders schnell an neue Wirte anpassen oder auch neue krankmachende Eigenschaften entwickeln können.

Die Initiatoren des neuen Verbunds planen, RNA-Viren auf mehreren Ebenen zu erforschen. Dazu gehört das Schicksal der viralen RNA in der infizierten Zelle, insbesondere ihre Synthese und ihre vielfältigen biologischen Aufgaben. Weitere Schwerpunkte bilden virale Faktoren, die die Schwere des Krankheitsbildes bestimmen, sowie zelluläre Abwehrmechanismen gegen Virusinfektionen und virale Faktoren, die diesen Mechanismen entgegenwirken. Hierfür untersuchen die beteiligten Wissenschaftler vor allem solche Viren, die genetisch nah verwandt sind, sich jedoch in ihrem Infektionsverhalten und ihren krankmachenden Eigenschaften unterscheiden. „Wir erwarten, dass sich daraus neue Eingriffsmöglichkeiten gegen Virusinfektionen ergeben“, erklärt Becker. Als zentrales Vorhaben sollen auf lange Sicht neue Modelle entwickelt werden, mit denen sich hochpathogene Erreger besser als bisher erforschen lassen, wie etwa das Marburg-, Ebola- oder Lassa-Virus.

Der neue Verbund umfasst 15 wissenschaftliche Arbeitsgruppen aus Marburg und Gießen. „Unser SFB kann sich dabei auf seit langem bestehende intensive Kooperationen stützen und setzt die erfolgreiche Forschungstradition auf dem Gebiet der Virologie an beiden Universitäten fort“, hebt Ziebuhr hervor. 

Quelle: Pressestelle Universität Marburg