Neue Arbeitsgruppe „Virus Metagenomik und Evolution“

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Wie begünstigen Umweltveränderungen die Entstehung neuer
Viruserkrankungen? Wie entdeckt man bisher unbekannte Viren? Welche
Rolle spielen Umweltveränderungen bei der Ausbreitung zoonotischer
Krankheitserreger – also solcher, die von Tieren auf Menschen überspringen
können? Eine neue Arbeitsgruppe am Bernhard-Nocht-Institut für
Tropenmedizin (BNITM) widmet sich diesen Fragen mit einem umfassenden One-
Health-Ansatz.

Die Wissenschaftler:innen untersuchen die Rolle von
Landschaftswandel, Klimaveränderung und Biodiversitätsverlust bei der
Evolution und Verbreitung viraler Erreger.

Viren sind allgegenwärtig – und doch weitgehend unerforscht. Die meisten
zirkulieren unerkannt in Wildtieren oder Insekten und bleiben so lange
unter dem Radar, bis sie beim Menschen Krankheiten verursachen.
Menschliche Eingriffe in die Natur, etwa durch Abholzung, Verstädterung
oder intensive Landwirtschaft, schaffen neue Schnittstellen zwischen Tier,
Mensch und Umwelt – und damit neue Risiken für Infektionskrankheiten.

Interdisziplinäre Methoden zur Virusentdeckung

Um diese verborgenen Erreger aufzuspüren, nutzt die neue Gruppe „Virus
Metagenomik und Evolution“ sogenannte metagenomische und
metatranskriptomische Verfahren. Dabei wird das gesamte genetische
Material aus Umwelt- und Wirtsproben untersucht, um die Vielfalt viraler
Genome – das sogenannte Virom – systematisch zu erfassen. Im Fokus stehen
Wildtiere, Nutztiere, Menschen und sogenannte Sentinelarten, also Arten,
die empfindlich auf Umweltveränderungen reagieren und frühzeitige Hinweise
geben können. Ziel ist es, bislang unbekannte Viren zu identifizieren,
ihre Entwicklung nachzuvollziehen und das Risiko eines Übersprungs vom
Tier auf den Menschen („Spillover“) unter realen Umweltbedingungen zu
bewerten.

Spillover-Risiken frühzeitig erkennen

Ein besonderer Forschungsschwerpunkt liegt auf der Frage, welche
ökologischen oder molekularen Faktoren es Viren ermöglichen, die
Artengrenze zu überwinden. Die Wissenschaftler:innen entwickeln dazu
Vorhersagemodelle, die genetische Merkmale von Viren mit ökologischen
Risikofaktoren verknüpfen. Diese sollen helfen, potenziell gefährliche
Erreger frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten, bevor es zu
Ausbrüchen kommt.

„Wir wollen das Virom systematisch über verschiedene Wirtsarten und
Ökosysteme hinweg erfassen“, sagt Arbeitsgruppenleiter Dr. Dániel Cadar.
„Unser Ziel ist, besser verstehen, wie neue Viruserkrankungen entstehen;
welche Rolle zum Beispiel evolutionäre Strategien wie
Anpassungsmechanismen oder potenzielle Wirtswechsel spielen.“ Daraus
wollen die Forschenden ableiten, wie sich künftige Epidemien oder
Pandemien verhindern lassen.

Globale Zusammenarbeit für globale Gesundheit

Die Arbeitsgruppe ist in internationale Netzwerke eingebunden und arbeitet
eng mit Partnern in Europa, Asien und Südamerika zusammen. Sie trägt damit
zur globalen Forschung an Virusentdeckung, Ausbruchsüberwachung und der
Entwicklung neuer Strategien für eine effektive Virus-Surveillance bei.
Gleichzeitig stärkt das BNITM mit der neuen AG seine One-Health-Forschung
– im Sinne der globalen und planetaren Gesundheit.

Über das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM)

Das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) ist Deutschlands
größte Einrichtung für Forschung, Versorgung und Lehre auf dem Gebiet
tropentypischer und neu auftretender Infektionskrankheiten. Seit jeher
werden BNITM-Forschungsschwerpunkte unter dem Aspekt der Globalen
Gesundheit/One Health betrachtet sowie unter dem Aspekt der Translation –
des Transfers von Grundlagenforschung in die Anwendung. Dieser
Forschungsansatz spiegelt sich auch in den fünf Sektionen des Instituts
wider: Pathogen (Erreger) -> Interface (Immunologie, Wirt/Erreger) ->
Patient (Klinik) -> Population (Epidemiologie) -> Implementation
(erfolgreiche Etablierung des Wissens).

Aktuelle thematische Schwerpunkte bilden Malaria, hämorrhagische
Fieberviren, vernachlässigte Tropenerkrankungen (NTDs), Immunologie,
Epidemiologie und die Klinik tropischer Infektionen sowie die Mechanismen
der Übertragung von Viren durch Stechmücken. Für den Umgang mit
hochpathogenen Viren und infizierten Insekten verfügt das Institut über
Laboratorien der höchsten biologischen Sicherheitsstufe (BSL4) und ein
Sicherheits-Insektarium (BSL3). Die mobilen Laboratorien des BNITM stehen
für die globale Ausbruchsbekämpfung hochpathogener oder hochinfektiöser
Viren bereit.

Das BNITM ist Nationales Referenzzentrum für den Nachweis aller tropischen
Infektionserreger, Konsiliarlabor für Bornaviren, WHO-Kooperationszentrum
für Arboviren und hämorrhagische Fieberviren, WHO-Kooperationszentrum für
Verhaltensforschung zur Förderung Globaler Gesundheit und ein Institut in
der Leibniz-Gemeinschaft.

Gemeinsam mit dem ghanaischen Gesundheitsministerium und der Universität
von Kumasi betreibt das BNITM ein modernes Forschungs- und
Ausbildungszentrum im westafrikanischen Regenwald, das auch externen
Arbeitsgruppen zur Verfügung steht. Darüber hinaus pflegt das Institut
zahlreiche weitere Kooperationen in Afrika, Asien und Lateinamerika.