ZellKultur Dr. Anna Muellner

Huch, schon wieder eine Impffolge. Diesmal soll es um die Möglichkeiten gehen, die RNA-basierte Impfstoffe eröffnen: nicht nur sehr schnell generell Impfstoffe gegen neue Krankheiten zu entwickeln, sondern auch – wenn wir schon die Möglichkeit haben - die schlimmsten schon lange existierenden Erreger loszuwerden. Einer davon ist Malaria. Das Wort “Malaria” bedeutet eigentlich “schlechte Luft”, weil man früher der Meinung war, dass die Krankheit durch Dämpfe aus Sümpfen ausgelöst wird. Tatsächlich wird diese Krankheit durch Erreger der Gattung Plasmodium hervorgerufen, welche durch Stiche der Anophelesmücke übertragen werden.
Der diesjährige Word Malaria Day stand unter dem Motto “Zero Malaria – Draw the Line Against Malaria” und richtet sich vor allem an Afrika, wo über 90 % aller weltweiten Malaria-Fälle auftreten. Denn obwohl die Malaria-Fälle von 2010 bis 2019 in Afrika um 29 % zurückgingen und die Anzahl der dadurch verursachten Todesfälle um 60%, sterben jedes Jahr noch über 400.000 Menschen an dieser Krankheit und davon sind zwei Drittel Kinder unter 5 Jahren. Leider stagniert die Anti-Malaria-Kampagne seit einigen Jahren und kam durch die SARS-CoV-2-Pandemie zusätzlich ins Stocken. Auch Resistenzentwicklung beim Erreger gegen die (prophylaktischen) Medikamente und bei der Mücke gegen die Vektorinsektizide erschweren die Bekämpfung dieser Krankheit, so dass ein breit anwendbarer und einfach handhabbarer Malaria-Impfstoff noch sehnlicher als der “Corona-Impfstoff" erwartet wird. Der bisher zugelassene RTS,S(Mosquirix)-Impfstoff wird bisher vorwiegend bei Kleinkindern angewandt, ist nicht so wirksam wie erhofft und zudem äußerst aufwändig zu verabreichen.
Doch wie verbreitet sich der Erreger? Durch den Stich der Anophelesmücke gelangen infektiöse Sporozoiten, also eine Art “Sporen, die dann am Zielort auskeimen” in die menschliche Blutbahn und von dort in Leberzellen (Zielort). Innerhalb der Leber entwickeln sie sich zu einer “Gewebeschizont” genannten Dauerform, die periodisch Merozoiten (“Minisporen”) ins Blut abgibt. Diese befallen rote Blutkörperchen und können sich in diesen vermehren und zu geschlechtlichen Formen, also zu etwas Vergleichbarem wie Spermien und Eizellen differenzieren. Wenn diese von einer Mücke aufgesaugt werden, vereinigen sich diese geschlechtlichen Formen zu einer Zelle, die neue Sporozoiten ausbilden kann.
Natürlich können sich auch Tiere mit Malaria infizieren und taten das schon lange vor den Menschen. Mittlerweile gibt es natürlich auf den Menschen angepasste Arten von Plasmodium. Doch auch der Mensch hat sich nicht kampflos in den Infektionszyklus eingereiht, sondern im Laufe der Jahrhunderte seine eigene “Escape-Mutante" ausgebildet. Aktuell bekämpft man hauptsächlich die Überträger der Plasmodien, nämlich die Mücke aktiv. Das geht mit dem Einsatz von imprägnierten Mückennetzen und spezieller Kleidung (Expositionsprophylaxe), aber auch Insektizide tragen dazu bei. Prophylaktisch und zur Behandlung von Malaria werden auch verschiedene Medikamente eingesetzt, z.B. das via seiner Entdeckerin Youyou Tu 2015 Nobelpreis-prämierte Artemisinin.

Wenn wir nicht über Malaria reden, erfreuen wir uns der Tatsache, dass spezielle RNA-Impfungen voraussichtlich auch in der Krebstherapie gesetzt werden. Auch eine Art kleine transiente Schwester der Gentherapie ließe sich mittels mRNA-Impfung realisieren.

In der Bio-Frage besprechen wir, ob Menschen, die an Sichelzellanämie erkrankt sind, einen Vorteil bei Malariainfektionen haben. Wer die Antwort nicht erwarten kann oder noch einmal nachlesen will, findet hier mehr.

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Seit unserer letzten Folge, die unvorhergesehenerweise schon etwas länger zurück liegt, ist einiges passiert. Zum einen wurden erfolgreich mehrere Impfstoffe gegen das SARS-CoV-2 Virus zugelassen und finden dank zunehmender Produktion immer breitere Anwendung in der Bevölkerung, zum anderen gibt es jetzt für alle Schnelltests zum selbst durchführen. Die Schnelltests weisen infektiöse Viruspartikel nach und funktionieren ähnlich wie Schwangerschaftstests, wobei ihre Aussagekraft sowohl durch Sensitivität und Spezifität als auch durch die Inzidenz beeinflusst wird. Ein positives Ergebnis zählt deswegen nicht in der offiziellen Statistik und sollte in jedem Fall durch den sowohl sensitiveren als auch spezifischeren PCR-Test bestätigt werden. Dieser ist allerdings langwieriger und darf nur von geschultem Personal durchgeführt werden. Bis dessen Ergebnis vorliegt sollte sich die betroffene Person auch isolieren. Die Schnelltests sind immerhin zumindest geeignet um als Teil einer Eindämmungsstrategie wirklich unvermeidliche Treffen ein bisschen sicherer zu machen. Als Teil einer Öffnungsstrategie sind sie zu unzuverlässig und können im Wesentlichen nur zur Clustererkennung beitragen.

Da neben der Tröpfchen-Infektion vor allem Aerosole bei der Ansteckung mit SARS-CoV-2 eine entscheidende Rolle spielen, insbesondere in Innenräumen, wird zur Risikominimierung auch zu Treffen im Freien geraten. Tröpfchen-Infektionen lassen sich dort durch das Tragen von Masken und durch Abstand halten aus dem Weg gehen.

Außerdem erzählt Anna in dieser Folge von ihrer eigenen Corona-Erkrankung. Mittlerweile hat sie sich von der Krankheit erholt und weiterführend an einem Antikörpertest teilgenommen um zu schauen, ob sie für eine Rekonvaleszenten-Plasmaspende in Frage kommt. Dieses Plasma kann dann in der Therapie von akut Covid-19-Erkrankten verwendet werden.

Ob diese Therapie auch für die “Mutanten” genannten Varianten des ursprünglichen SARS-CoV-2 hilft ist noch fraglich. Ganz generell wurde gegen Covid-19 ein effektivere “Therapie” als die Impfung bisher noch nicht entwickelt. Immerhin weist die bisherige Datenlage darauf hin, dass auch bei den sogenannten VOC die Impfungen zwar Infektionen nicht verhindern aber den Krankheitsverlauf abmildern. Etliche der Mutanten, vor allem die in Deutschland aktuell vorherrschende B.1.1.7.-Variante haben allerdings eine höhere Basis-Reproduktionsrate (R-Wert), was für uns bedeutet, dass die angestrebte “Herdenimmunität” erst später erreicht wird.

In der Biofrage geht es heute darum, wie lange ein negatives Schnelltestergebnis gültig ist und warum.

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Dazu sprechen wir über “Schrödingers Maske”, deren Poren gleichzeitig groß genug für Viruspartikel aber zu klein für Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxid-Moleküle sind, ob es sinnvoll ist, dass Immunsystem zu stärken (Schlaf ist dafür gut. Schlaf ist immer gut!) und Aussagekraft, Spezifität und Sensitivität des Sars-CoV-2-PCR-Tests. Wir klären die Frage, ob Kary Mullis, der Erfinder des PCR-Tests dessen Anwendung zum Nachweis von Viren ablehnt. Jedenfalls hat er einen eigenen Song.

Es macht übrigens keinen Unterschied, ob wir nur "Schnipsel" des Virus finden - es ist das selbe Prinzip wie bei der Forensik. Sind die Schnipsel der RNA vorhanden, dann war der Mörder der Gärtner - oder wie war das nochmal? Jedenfalls brauchen wir nicht für jeden Corona-Test gleich das ganze Viren-Genom zu sequenzieren, schließlich würde das viel länger dauern und ihr müsstest noch länger auf euer Testergebnis warten.

Außerdem werden wieder die sogenannten “Koch’schen Postulate” (eigentlich Henle-Koch-Postulate) als Argument aufgegriffen, obwohl schon ein anderer Virusleugner mit der Ausschreibung eines Preisgelds für den Nachweis von Masernviren baden ging. Diese Postulate gehen übrigens zurück auf den Namensgebers des RKI: den deutschen Arzt und Mikrobiologen Robert Koch.

Übrigens ist es erstaunlich, dass immer noch viele den Unterschied zwischen einer saisonalen Erkrankung wie der jährlichen Grippe und einer Pandemie nicht kennen und so die Gefährlichkeit falsch einordnen.

In der Biofrage geht es darum, ob es stimmt, dass Dr. Fauci in einer wissenschaftlichen Publikation Todesfälle durch die Spanische Grippe 1918 mit dem Tragen von Masken in Verbindung gebracht hat.

Der Pestarzt, der sich auf unser Cover verirrt hat, ist übrigens Mike Beckers, dessen Foto wir dankenswerter Weise verwenden durften.

Zum Episoden-Post geht es hier: http://zellmedien.de/allgemein/zk028-grusel-fake-news-von-pestulaten-bis-horror-maske/

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Nur 5 Jahre nachdem der Nobelpreis für Chemie an Wissenschaftler ging, die DNA-Reparatur erforschen, wurde er dieses Jahr an zwei Wissenschaftlerinnen verliehen, deren Entdeckung genau das Gegenteil macht: DNA zerschneiden. Im CRISPR/Cas-System ist die sogenannte “Gen-Schere” Cas9 das Enzym, welches in Kombination mit einer sehr genauen Positionsangabe zielgerichtet DNA an einer bestimmten Stelle schneidet. Damit schützen sich Bakterien vor einer Infektion mit bakterienspezifischen Viren (Bakteriophagen). Die “Positionsangabe” wird in der Bakterien DNA im sogenannten CRISPR-Locus gespeichert. CRISPR steht für “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” und bezeichnet kurze DNA-Basenpalindrome, zwischen denen nichtfunktionale Abschnitte der Phagen-DNA gespeichert werden. Diese Abschnitte sind im Endeffekt dafür verantwortlich, dass Cas9 Phagen-DNA als solche erkennt und spezifisch zerschneidet.

Die Entdeckung dieses Systems war nicht weniger als eine Revolution für die Gentechnik, denn diese bakterielle Immunabwehr lässt sich leicht mit schon vorhandenen gentechnischen Methoden aus Bakterien extrahieren und auf Pflanzen und Tiere (inklusive der Menschen) übertragen. Es ist damit nicht nur möglich bestimmte Gene auszuschalten, sondern kleinste Veränderungen einzubringen. Damit ergeben sich neue Chancen für Patienten mit bisher unheilbaren genetische Erkrankungen, Pflanzen und Tiere an veränderte Umweltbedingungen anzupassen oder andere Eigenschaften zu verändern. Bis 2018 wurde die Methode auch hauptsächlich dafür verwendet. Dann machte ein chinesischer Wissenschaftler Schlagzeilen damit, 2 Babys ohne Wissen und Einwilligung der Eltern genetisch verändert zu haben. Mittlerweile soll wohl noch ein weiteres Kind dazugekommen sein. Genauere Informationen sind nicht zugänglich was diese Kinder angeht. Empfohlen wird die Anwendung der Methode beim Menschen (noch) nicht, da nicht abschließend geklärt ist, welche Begleitfolgen sie haben kann.

Abschließend lässt sich sagen, dass der einzige Grund für die “späte” Verleihung des Nobelpreises war, dass seitdem es die Methode gibt ein Patentstreit den Großteil der Zeit dominiert. Neben der genauen Folgeabschätzung bei der technischen Anwendung, sind auch ethische Implikationen bisher nur ansatzweise in Abklärung. Feststeht, dass die Methode aus der molekularen Genetik nicht mehr wegzudenken ist.

In der Bio-Frage geht es darum, ob die durch das Crispr/Cas-System verursachten Veränderungen auch gentechnisch nachweisbar sind.

Den Blogbeitrag zur Folge findet ihr hier: http://zellmedien.de/?post_type=podcast&p=541

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Blogbeitrag zur Sendung mit allen Links:
https://zellmedien.de/podcast/zk026---impfen-fahndungsbilder-fur-die-korperpolizei/
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Impfen ist ein komplexes Thema und entlockt vielleicht vielen nur noch Schnarchgeräusche, aber kriegt man deswegen von Schweinegrippeimpfung Narcolepsie (Biofrage)? Gerüchte um die Nebenwirkungen von Impfen ließen sich bisher nicht bestätigen. Zumindest Autismus als Impffolge kann mittlerweile gesichert ausgeschlossen werden. Es sei denn man glaubt den Marketingtricks des Ex-Doktors und Scharlatans Wakefield. "Erfunden" wurde das Impfen in China. In Europa hat Edward Jenner diese Prozedur bekannt gemacht, nachdem ihm eine Milchmagd mit Kuhpocken alles erklärt hatte. Die allererste Krankheit gegen die man damit vorging waren dann auch die Pocken, wogegen man erfolgreich mit Kuhpocken "impfte". Daraus leitete sich auch der Name Vakzination für die Prozedur ab, denn vacca ist im Lateinischen die Kuh.

Doch wie funktioniert "impfen"? Bei den Pocken z.B. nutzte man die Verwandschaft und damit die Ähnlichkeit des Pockenvirus Orthopoxvirus variolae mit dem Kuhpockenvirus Orthopoxvirus bovis. Denn dringt ein Erreger in den Körper ein, reagiert das Immunsystem und bildet spezifische Antikörper gegen die Oberflächenstrukturen des Erregers. Die Antikörper markieren den Erreger oder befallene Zellen für die Zellen des Immunsystems. Der Erreger wird ausgeschaltet und kann sich nicht mehr vermehren. Das Immunsystem bildet sogenannte "Gedächtniszellen", die einen Steckbrief des Erregers mit sich herumtragen. Befällt ein Krankheitserreger den Körper ein weiteres Mal, wird er schnell erkannt und die spezifische Immunantwort erfolgt sehr viel schneller. Die Krankheit verläuft milder oder bricht gar nicht es aus.

Das ist die aktive Immunisierung, bei der ein meist lebenslanger Krankheitsschutz aufgebaut wird, gelegentlich ist allerdings eine Auffrischung notwendig. Im Gegensatz dazu stehen passive Immunisierungen, in der Antikörper, die aus dem Serum von Tieren oder Patienten, welche die Krankheit durchlaufen haben, gewonnen werden kranken Menschen zugeführt wird um Symptome zu mildern oder zu verhindern, dass die Krankheit im Körper Fuß fasst. Diese Methode wird z.B. bei Tollwut eingesetzt.

Die Auffrischung wird vor allem bei Tetanus, Diphterie und Pertussis (Keuchhusten) vergessen (alle 10 Jahre). Daher erfolgt bei Menschen mit Verletzungen in der Notaufnahme oft prophylaktisch eine Auffrischungsimpfung gegen Tetanus. Tetanus ist der Wundstarrkrampf, der zu so starken Muskelkrämpfen führt, das Menschen damit ihr eigenes Rückgrat brechen können. Diptherie ist auch bekannt als der "Würgeengel der Kinder", weil sie zu zu lebensgefährlichen Erstickungsanfällen führt. Durch die Impfung ist sie in Deutschland selten geworden, in Osteuropa tritt sie noch gehäuft auf. Keuchhusten ist vor allem für Säuglinge lebensbedrohlich, sie werden meist von Jugendlichen und jungen Erwachsenen angesteckt, deren Impfschutz nicht aufgefrischt wurde.

Für die aktive Immunisierung nutzt man verschiedene Impfstoffe: Lebendimpfstoffe, also abgeschwächte Erreger, die sich zwar noch vermehren können, aber nicht mehr pathogen sind oder Totimpfstoffe, in denen abgetötete Erreger oder nur noch Teile davon enthalten sind. Für die Herstellung werden immer noch Hühnereier bevorzugt, auch wenn alternativ mittlerweile auch schon zur Zellkultur o.ä. gegriffen wird. Auch bei der Neuentwicklung des Sars-CoV-2-Impfstoffes verfolgt man verschiedene dieser Herangehensweisen. Da auch hier viele Impfdosen in kurzer Zeit benötigt werden, wird man sicher auf Wirkverstärker zurückgreifen. Für die Neuentwicklung eines Impfstoffs ist in Deutschland das Paul-Ehrlich-Institut zuständig, grundsätzlich kann man allerdings festhalten, dass dieser die gleichen Phasen der Medikamententestung durchlaufen muss wie andere Arzneimittel auch.

Die Information gegen welche Erre

Wenn in unsere Körper Fremdkörpern, d.h. vor allem Viren, Bakterien und Parasiten eindringen, erledigt das  unser Immunsystem sehr zuverlässig. Dazu hat es zwei Stufen der Abwehr im Arsenal: die angeborene Immunantwort und die erworbene Immunantwort.

Erste schlägt schnell aber unspezifisch zu (ungefähr wie ein betrunkener Hooligan). Die  erworbene, adaptive Immunantwort, greift hingegen hochspezifisch an. Ihre wichtigste Waffe dabei sind Antikörper: Y-förmige-Proteine, die Krankheitserreger erkennen und so markieren, dass die Immunzellen ihn ausschalten können. Sie haben einen immer unterschiedlichen Teil, der sehr genau ein Merkmal eines Krankheitserregers erkennt und einen immer gleichen Teil, der von anderen Immunzellen erkannt wird. 

Es gibt unterschiedliche Arten von Antikörpern: IgA, IgD, IgE, IgG, und IgM, die in unterschiedlichen Settings eine Rolle spielen.

Antikörper sind ein Multitool, dass die Medizin sich mittlerweile mit Erfolg zu nutze macht. Denn man kann Antikörper diagnostisch anwenden um z.B. festzustellen, ob eine Schwangerschaft vorliegt. Sie können außerdem ungeborene Kinder vor schweren Schäden durch mütterliche Antikörper schützen. Oder auch therapeutisch u.a. in Form einer passiven Impfung oder in der Therapie von Krebs und Autoimmunkrankheiten. Auch in der Forschung wird bei verschiedensten Methoden sehr gern zum Antikörper gegriffen.

In der Bio-Frage geht es heute darum, ob Lamas gegen Schuppen helfen.
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