Zu diesem Zweck stellt die Europäische Union dem vom University College Dublin (Irland) koordinierten internationalen Konsortium aus Virologen und Bildgebungsexperten bis Ende 2024 Fördergelder in Höhe von knapp 5,7 Millionen Euro zur Verfügung. Insgesamt rund 1,6 Millionen Euro gehen an die Universität Heidelberg und das Universitätsklinikum Heidelberg.
Eine besonders leistungsstarke Methode der Zellbildgebung ist die sogenannte Weichröntgenmikroskopie, Soft X-ray Microscopy (SXM), wie Dr. Venera Weinhardt vom Centre for Organismal Studies (COS) der Universität Heidelberg erläutert. Die Physikerin hat sich auf die Entwicklung von innovativen Röntgenverfahren spezialisiert und forscht auf Heidelberger Seite zusammen mit Prof. Ralf Bartenschlager, Direktor der Abteilung für Molekulare Virologie am Zentrum für Infektiologie des Universitätsklinikums Heidelberg. „SXM macht sich die speziellen Eigenschaften des weichen Röntgenspektrums zunutze, um bis ins Innere einer einzelnen intakten Zelle hineinzusehen und dreidimensionale Aufnahmen ihrer gesamten inneren Struktur zu erzeugen. So werden auch jene Veränderungen sichtbar, die durch einen viralen Befall zustande kommen“, erklärt die Wissenschaftlerin. Damit hebt sich die Weichröntgenmikroskopie deutlich von herkömmlichen Methoden wie der Elektronenmikroskopie ab, mit der einzelne Ausschnitte, nicht jedoch das gesamte Zellinnere, erfasst werden können.
Bislang kann SXM nur an fünf Forschungseinrichtungen weltweit eingesetzt werden, an denen das für diese Art der Mikroskopie benötigte Licht von riesigen Teilchenbeschleunigern – sogenannten Synchrotrons – erzeugt wird. Ein Hauptaugenmerk des Projekts CoCID liegt daher darauf, ein miniaturisiertes Weichröntgenverfahren weiterzuentwickeln. Patentiert wurde es von SiriusXT, einer Ausgründung des University College Dublin; es soll langfristig flächendeckend zur Anwendung kommen.
Unter virologischen Gesichtspunkten interessieren sich die Heidelberger Forscher insbesondere dafür, welches Potenzial das neue Verfahren bei der Erforschung von SARS-CoV-2 entfalten kann. Die Arbeitsgruppe von Prof. Bartenschlager beschäftigt sich vornehmlich mit der Frage, wie das Virus seine Wirtszellen umprogrammiert. In dieser Hinsicht vielversprechend sind nach Angaben des Wissenschaftlers Aufnahmen, die mit SXM unter der Leitung von Dr. Weinhardt bereits am Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien (USA) entstanden sind. Auch im Rahmen einer Kooperation mit dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg konnten dreidimensionale Aufnahmen von Zellen erzeugt werden, die mit SARS-CoV-2 infiziert sind.
Von einer für den täglichen Einsatz zur Verfügung stehenden Weichröntgenmikroskopie versprechen sich die Heidelberger Experten deutliche Vorteile gegenüber bestehenden Verfahren. So kann von den existierenden SXM-Einrichtungen nur ein Bruchteil der Anfragen bearbeitet werden, die tatsächlich eingehen. Prof. Bartenschlager: „Gerade bei neuartigen Viren wie SARS-CoV-2, zu dem täglich neue Erkenntnisse kommen und das sich ständig ändert, können wir uns weder lange Wartezeiten noch ein zeitintensives Verfahren leisten.“
MEDICA.de; Quelle: Universität Heidelberg
