Pandemieprävention: Fortschritte in der Forschungsinfrastruktur

Die Covid-19-Pandemie hat klar gezeigt, dass es noch viel Potenzial bei Forschungsstrukturen und Förderungen gibt, um eine Pandemie besser zu bewältigen. Dabei spielt die Prävention eine ebenso große Rolle wie der Umgang mit der Pandemie. Es gilt, technologische Maßnahmen zu entwickeln, die die Viruserkennung erleichtern oder auch helfen können, den Verlauf detaillierter zu analysieren.

Im Interview mit MEDICA.de liefert Prof. Claudia Traidl-Hoffmann konkrete Beispiele, wie die Forschungsinfrastrukturen weiter verbessert werden können.

Prof. Traidl-Hoffmann, welche Forschungsbereiche haben sich als besonders wichtig für die Pandemiebewältigung/-prävention herausgestellt?

Prof. Claudia Traidl-Hoffmann: Ein wichtiger Forschungsbereich ist die Art der Virusübertragung. Die Übertragung mit Aerosolen, wie bei Covid-19, haben wir durch die Pandemie ganz neu verstanden. Dafür waren entsprechende interdisziplinäre Forschungsanstrengungen notwendig. Wir haben in der Helmholtz Gemeinschaft ein Konsortium gegründet, in dem wir Aerosole und wie sie sich in der Luft verteilen, erforschen. Mithilfe von Simulationen können wir so im Konsortium CORAERO auch ergründen, wie sich Aerosole beispielsweise in einem Flugzeug verteilen. Das Projekt läuft weiterhin, um auf die nächste Pandemie, die mit großer Wahrscheinlichkeit wieder durch ein aerosol-übertragenes Virus verbreitet wird, vorzubereiten.

In diesem Zusammenhang stehen auch die frühe Entdeckung und das Nachweisen von Viren in der Luft. Dabei erforschen wir, wie sich das Virus an ganz bestimmte Oberflächen bindet und nur durch diese Bindung ein Signal entsteht, das dann innerhalb von Sekunden nachgewiesen werden kann. Mit diesem Ansatz könnten auch Geräte entwickelt werden, die wie ein Alkoholmessgerät funktionieren, nur als Virusnachweis. Das ist ein Forschungsbereich mit großem Potenzial für einen schnellen Nachweis bei Menschen, die das Virus tragen. Noch einen Schritt weitergedacht, könnten Systeme entwickelt werden, die beispielsweise auf Flughäfen Luft ansaugen und Viren direkt in der Luft nachweisen.

Ein anderer wichtiger Forschungsbereich ist die Erkrankung selbst. Wie kann der Erkrankungsverlauf vorhergesagt werden? Hier haben wir an einem Patent gefeilt, dass es ermöglicht, am Tag der Infektion – wenn die Menschen den PCR-Test machen –, anhand eines Profils von Botenstoffen der Zytokine den Verlauf der Covid-19-Erkrankung vorherzusagen. Damit können wir an dem Tag bereits sagen, ob ein schwerer Verlauf auftreten wird und ob die Person hospitalisiert wird. Das Ziel ist dabei, die Menschen mit einem hohen Risiko zu identifizieren und entsprechend frühzeitig medizinisch versorgen zu können, auch mit den neuen Medikamenten, die wir an der Hand haben. Das könnte auch für andere Virusinfektionen vorteilhaft sein und stellt so einen wichtigen Teil der Pandemieprävention dar.

Umweltmedizin und Pandemieprävention/-bewältigung – wie passt das zusammen?

Traidl-Hoffmann: Es hat sich gezeigt, dass die Covid-19-Infektionsraten gerade in den Regionen hoch ausfielen, wo auch eine hohe Umweltbelastung vorlag. Diese Korrelation zwischen Schadstoffen in der Luft und schweren Verläufen zeigt, wie wichtig es ist, Umweltmedizin und Pandemieprävention und -bewältigung zusammen zu betrachten. Im Rahmen von Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass Schadstoffe die Schleimhäute empfänglicher für vieles machen. Dazu gehören auch viele Arten von Pollen. Eine kontinentübergreifende Studie hat gezeigt, dass Pollen tatsächlich mit einem exponentiellen Anstieg von Covid-19-Infektionen verbunden sind, da sie unser Immunsystem lokal blockieren und die Menschen empfänglicher für Covid-19 machen. Das zeigt, dass der Faktor Umwelt eine große Rolle bei Virusinfektionen und deren Verlauf spielt. Viele bringen jedoch diese Faktoren nicht zusammen oder halten es für nicht so wichtig. Aber der Faktor Umwelt sollte bei allen klinischen Studien eigentlich mit in die Gleichung genommen werden.

Im März 2023 wurde das neue Labor mit Biosicherheitsstufe 3 am Helmholtz Zentrum München eröffnet. Warum sind solche Forschungsstandorte und entsprechende Förderungen so wichtig für die Pandemiebewältigung und -prävention?

Traidl-Hoffmann: Der Bau des neuen S3-Labors am Helmholtz Zentrum München war Teil des PerForM-REACT-Projektes, in dem wir knapp 18 Millionen Euro an Förderungen für Infrastruktur erhalten haben, mit dem Ziel, uns gegen die nächste Pandemie zu wappnen. Im Rahmen dieser Förderung haben wir unterschiedliche Module etabliert – eines davon das S3-Labor. In Augsburg haben wir ein Labor, in dem wir Viruspartikel in der Luft nachweisen und erforschen können. Hier führen wir bereits Untersuchungen zum Thema Klimawandel und Gesundheit durch und können so beim nächsten Mal proaktiver handeln. Genau aus diesem Grund sind diese Infrastrukturförderungen wichtig, um vom reinen Reagieren zu einem Agieren zu kommen und besser vorbereitet zu sein.

Wie können die Forschungsinfrastrukturen noch weiter verbessert werden?

Traidl-Hoffmann: Eine Möglichkeit sind Hightech-Geräte. Diese müssen in den Laboren, wie sie jetzt gebaut werden, einfach auch zugänglich sein. Wichtig ist dabei vor allem die Wissenschaftskommunikation. Denn die Labore zu bauen, reicht nicht aus. Es muss auch kommuniziert werden, dass diese zur Verfügung stehen – sowohl für Kooperationspartnerinnen und -partner als auch für die Industrie. Außerdem sollten, wenn eine gewisse Fragestellung vorliegt, die entsprechenden Fördermöglichkeiten auch kurzfristig und unbürokratisch zur Verfügung stehen. Auch hier kann eine sinnvolle Vernetzung der großen Forschungsstrukturen hilfreich sein.

Was beinhaltet „Pandemic Preparedness“ für Sie?

Traidl-Hoffmann: Zum einen das, was wir technologisch mit beispielsweise den Laboren aufgestellt haben. Also dass wir methodisch so aufgestellt sind, dass Viren und Bakterien früh erkannt und aufgespürt werden können.

Zum anderen ist „Pandemic-Preparedness“ für mich auch die Prävention bei den Menschen. Denn schwere Verläufe treten eben häufiger auf bei Menschen mit Vorerkrankungen, Älteren und Schwächeren. Daher brauchen wir eine möglichst gesunde Bevölkerung und dieses Bewusstsein muss auch in den Köpfen verankert sein. Das hilft nicht nur bei der Pandemieprävention, sondern auch bei den durch den Klimawandel bedingten Gesundheitsfolgen.