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Mit Virus-Datenarchiven auf dem schnelleren Weg zu einem Impstoff?

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Mit Virus-Datenarchiven auf dem schnelleren Weg zu einem Impstoff?
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Im Kampf gegen das Coronavirus wird auch Wissen gesammelt und es werden Daten auf internationaler Ebene ausgetauscht. Darum geht es bei zwei europäischen Exzellenz-Projekten in der Virus-Forschung. Thema in dieser Futuris-Folge.

Das Europäische Virusarchiv sammmelt Material

Ein Virus zu besiegen ist eine langwierige Angelegenheit und nicht einfach. Eine Strategie, die auf dem Austausch von Erfahrungen und wissenschaftlichen Daten auf internationaler Ebene beruht, könnte dabei von entscheidender Bedeutung sein. Eine Virus-Biobank und eine Covid-19-Datenplattform sind in Europa zwei Beispiele für diesen Ansatz, die Pandemie zu bekämpfen.

Das Europäische Virusarchiv (EVAg), das EVA-Projekt hat in zwölf Jahren eine der wichtigsten Datenbanken der Welt entwickelt. Sie umfasst über 3000 Produkte, wie Viren, Testsubstanzen und andere Materialarten.

"Diese Sammlung ist eine virtuelle Sammlung", erklärt EVAg-Projekt-Koordinator Jean Louis Romette. "Die Idee war nicht, alle Viren an einem Ort zu sammeln, wie ein Fort Knox der Virologie. Die Viren bleiben in jedem Labor."

Das EU-Projekt stellt Wissenschaftlern kurzfristig das Wissen und Material zur Verfügung, das sie im Falle eines Virus-Notfalls benötigen. Der Projekt-Koordinator erzählt:

"Als das Coronavirus in China auftauchte, haben unsere Coronavirus-Forscher in der EVA-Organisation sofort herausgefunden, dass dieses Virus zur SARS-Familie gehört. Sie haben sehr schnell ein PCR-Diagnosesystem entwickelt, um dieses Virus in Patientenproben nachzuweisen."

Online-Katalog für Nutzer aus aller Welt

Das Institut in Marseille umfasst fast vierzig hochmoderne Laboratorien für virologische Forschung an Menschen, Tieren und Pflanzen. Ausgewiesene wissenschaftliche Nutzer haben über einen Online-Katalog Zugang zu genetischem Material und verschiedenen Produkten.

Die Coronavirus-Pandemie führte zu einem Anstieg der Online-Anfragen auf der Webseite: In zwei Monaten wurden genauso viel Diagnosekits und Virusstämme angefragt wie in den vergangenen vier Jahren.

"Bei einem neu auftretenden Virus, über das es nur sehr wenige Daten gibt, ist es sehr wichtig, es mit anderen existierenden Viren aus derselben Familie vergleichen zu können. Biobanken dienen auch diesem Zweck: das neue Virus mit bereits bestehenden vergleichen zu können", so Christine Prat, Marktstrategie-Entwicklerin beim EVAg.

Das virologische Material kommt von Forschungszentren, Laboren, Universitäten und spezialisierten Unternehmen. Im EVA werden die Proben getestet, zertifiziert und mit ausführlichen Informationen in einem Online-Katalog abgelegt.

Bruno Coutard, EVAg-Sammlungsleiter: "Dank Zellkulturen bekommen wir mehr Informationen: Wir legen Zellkulturen mit dem Virus an, um das Virus zu züchten, zu reproduzieren und dann zu charakterisieren. Die Charakterisierung erfolgt mittels Sequenzierung, um die vollständige Virus-Genomsequenz zu erhalten. So können wir dieses Virus mit einer bekannten Virusspezies vergleichen."

Beim Ausbruch einer Epidemie ist es für Wissenschaftler wichtig, sich schnell auf aktuelle Modelle und Studien stützen zu können.

"Beim Ausbruch einer Epidemie hat man nicht viel Zeit zum Forschen", so Xavier Lamballerie, Direktor der Einheit für neu auftretende Viren: "Epidemien sind in der Regel kurz. Und wenn die Wissenschaftler mit unterschiedlichen und schlecht charakterisierten Materialien arbeiten, gelingt es uns nie, alle Studien zusammenzustellen und zu vergleichen. Die Rolle einer Referenzsammlung wie EVA besteht darin, möglichst vielen Partnern sehr schnell die gleichen, sehr gut charakterisierten Produkte zur Verfügung zu stellen, damit sie damit arbeiten können."

Auf dem Höhepunkt der Coronakrise konnte das französische Institut beispielsweise auch Entwicklungsländer unterstützen, indem es einfach zu handhabende und zuverlässige Diagnostik-Kits versandte.

"Die EVA-Datenbank soll helfen, auf Ausbrüche zu reagieren", so Remi Charrel, Virus-Sammlungs-Supervisor. "Wir entwickeln Diagnose-Instrumente, die gefriergetrocknet und daher bei Raumtemperatur stabil sind. Sie können ohne Kühlkette verschickt werden. Sie sind zuverlässig einsetzbar über eine längere Zeit, sodass sie in den Laboren tatsächlich unter den Vorort-Bedingungen eingesetzt werden können."

Im britischen Cambridge: eines der weltweit größten Covid-19-Datenerfassungszentren

Das EMBL (European Molecular Biology Laboratory) ist eines der weltweit wichtigsten Studienzentren für Molekularbiologie. Dazu gehört das Europäische Bioinformatik-Institut (EBI). Dort werden wichtige wissenschaftliche Datenbanken verwaltet. Im April hat das EMBL-EBI im Rahmen eines EU-Projekts eine Covid-19-Datenplattform gegründet, um Informationen über SARS-CoV-2 zu sammeln und auszutauschen.

Die Daten kommen aus Forschungszentren und Krankenhäusern. Nach der Analyse und der Anpassung an allgemeine Standards werden die Informationen der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt.

Amonida Zadissa, die Leiterin der wissenschaftlichen Dienste: "Etwas mehr als 50.000 Menschen aus über 170 Ländern haben bereits darauf zugegriffen. Das beweist, dass die Daten weltweit zugänglich sind und auch tatsächlich genutzt werden. Über das Portal haben wir über 2 Millionen Web-Anfragen erhalten. Dort stehen über 90.000 wissenschaftliche Artikel zum Herunterladen und Recherchieren zur Verfügung."

Wissenschaftler laden zertifizierte Daten wie Genomsequenzen, Proteincharakterisierungen und Mikroskopbeobachtungen auf das Portal hoch. Die Plattform bietet auch Analysewerkzeuge, mit denen Forscher verschiedene Informationsquellen untersuchen können.

"Der Schwerpunkt liegt auf neuen Daten, die aus wissenschaftlichen Studien, aus dem öffentlichen Gesundheitswesen, aus Laboren und Kliniken gewonnen wurden, und darauf, all das zu einem wertvollen Ganzen zusammenzuführen", sagt Guy Cochrane, Teamleiter Datenkoordination und -archivierung. "Daraus kann der Benutzer Daten benutzen und seine Wissenschaft darauf aufbauen. Er kann in den Daten recherchieren, die sich alle an einem Ort befinden."

Das COVID-19-Datenportal ist der Einstiegspunkt zur Datenplattform-Initiative, zu der auch die Schaffung mehrerer SARS-CoV-2-Datendrehscheiben gehört. Ziel ist, die Sequenzdaten des Ausbruchs zu organisieren und Forschungsgemeinschaften weltweit, ein umfassendes Bild zu vermitteln.

Rolf Apweiler, einer der beiden EMBL-EBI Direktoren, betont, wie wichtig es ist, die Verbindungen zwischen den verschiedenen Datenquellen zu verbessern:

"Unser Ziel ist es, zunächst alle bereits in der zentralen Datenbasis hinterlegten Daten zu sammeln und im Portal zusammenzuführen. Wir verbinden sie dann mit den aktuell gesammelten genetischen Daten und danach mit den klinischen Daten. Die Datennutzung nimmt recht schnell zu. Die Akzeptanz ist großartig, wir haben eine Menge Rückmeldungen, viele sind an Kooperationen interessiert. Es ist also Wissenschaft im besten Sinn."

Die Wissenschaftler in Cambridge betonen, dass der Kampf gegen Covid-19 eine globale Herausforderung ist, an der Forscher, Ärzte und die Gesellschaft beteiligt sind. Der Austausch von Daten und die Arbeit an immer präziseren Virusmodellen könnten den Weg zu einem Impfstoff verkürzen.