Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vermehrung von Zikaviren im Labor geglückt

03.05.2017

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg schaffen wichtige Voraussetzung für weitere Studien mit dem Virus und für die Produktion von Impfstoffen

Kurz vor den Olympischen Spielen 2016 in Brasilien war die Ausbreitung des Zikavirus in aller Munde. Eine Zeitlang stand sogar eine Verschiebung der Spiele zur Diskussion. Seit die Folgen einer Infektion insbesondere für Schwangere und ihre Neugeborenen bekannt wurden, arbeiten Wissenschaftler mit Hochdruck an Impfstoffen gegen den Erreger.


Schematische Darstellung eines Zikavirus-Partikels mit Virushülle. Die Virushülle hat einen Durchmesser von 50 Nanometern.

Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg


Angefärbte Elektronenmikroskopie-Aufnahme von Zika-Viren (violett) in Nierenzellen (Verozellen). Die Viren werden hauptsächlich von Mücken auf den Menschen übertragen.

SPL / D. Kunkel Microscopy

Forscher am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg haben nun gemeinsam mit einem Forscherteam der Universidade Federal do Rio de Janeiro erstmalig Zikaviren in größeren Mengen im Labor vermehrt – eine wesentliche Voraussetzung für die Durchführung immunologischer Studien, die Entwicklung von Diagnostika und die Produktion von Impfstoffen.

Seit den 1950ern wurden Infektionen mit dem Zikavirus vereinzelt aus Afrika bekannt. Bis vor ein paar Jahren war das Virus entsprechend nur in Fachkreisen ein Begriff. In den letzten zehn Jahren hat sich das Zikavirus jedoch von Afrika über die pazifischen Inseln in Mittel- und Südamerika sowie in Südflorida ausgebreitet.

Der Erreger wird von der heute auch dort vorkommenden Ägyptischen Tigermücke (Aedes aegypti) übertragen. Heute kommt das Virus in rund 60 Ländern vor. Während die afrikanische Bevölkerung über die Zeit eine Art Grundimmunität erworben zu haben scheint und die Krankheit dort in der Regel eher mild verläuft, besitzen die Menschen außerhalb des ursprünglichen Verbreitungsgebiets des Virus keine natürliche Immunität.

Eine Impfung gegen das Zikavirus gibt es bislang nicht. Wenn eines Tages ein wirksamer Impfstoff gefunden ist, muss er auch in großem Maßstab produziert werden können, um die Menschen in den betroffenen Regionen versorgen zu können. Dies kann zum Beispiel durch eine Vermehrung der Viren in lebenden Zellen geschehen. Auf diese Weise könnten dann abgeschwächte oder inaktivierte Viruspartikel als Impfstoff gewonnen werden.

Anpassung an flüssiges Wachstumsmedium

Bislang wird das afrikanische und brasilianische Zikavirus meist in Nierenzellen von Grünen Meerkatzen (Vero Zellen) sowie Zellen von Aedes albopictus-Mückenlarven vermehrt. Stattdessen nutzten die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut in Magdeburg eine adhärente BHK-21 Zelllinie (Baby Hamster Kidney), die bereits seit Jahren erfolgreich für die Produktion von Veterinärimpfstoffen eingesetzt wird. Zusammen mit dem Unternehmen IDT Biologika aus Dessau-Roßlau adaptierten die Wissenschaftler die Zellen an ein Wachstum in flüssigem Medium, so dass diese ohne Bedarf an eine Anheftungsoberfläche in Bioreaktoren vermehrt werden können.

Da sich die adaptierte BHK-21 Zelllinie zur Vermehrung der Zikaviren sehr gut eignete, infizierten die Forscher aus Magdeburg zusammen mit dem Forscherteam um Prof. Amilcar Tanuri aus Rio de Janeiro die Zellen mit verschiedenen Zikavirus-Isolaten aus Südamerika. Es zeigte sich zunächst, dass nicht mit allen Virusisolaten gleich hohe Virusausbeuten erreicht werden konnten. Mit einem Virusisolat aus dem brasilianischen Bundesstaat Pernambuco erzielten sie die höchste Ausbeute.

Die Wissenschaftler stellten weiter fest, dass die Viren zum größten Teil in den Wirtszellen verblieben und nicht ausgeschleust wurden. Um die Erreger ernten zu können, müssen die Zellen folglich zuerst zerstört und die Viruspartikel so freigesetzt werden.

Flaviviren, zu denen auch die Zikaviren gehören, bilden in den derzeit verfügbaren Zellkulturen nur rund zehn infektiöse Partikel pro Zelle. Im Vergleich dazu können Grippeviren bis zu 20.000 Viruspartikel pro Zelle erreichen (davon mehrere hundert infektiöse Viruspartikel pro Zelle). Damit Flavivirus-Impfstoffe effektiv hergestellt werden können, benötigt man also entweder produktivere Zelllinien oder Prozesse zur Herstellung von sehr hohen Zellkonzentrationen.

Hohe Zelldichte ermöglicht hohe Virusvermehrung

Letzteres ist den Forschern in den vergangenen Monaten gelungen. Nun können in sogenannten Hochzelldichtekultivierungen bis zu sechsmal höhere Zellkonzentrationen als in herkömmlichen Prozessen erzeugt werden.

Ein Filter sorgt dabei dafür, dass die Zellen und die Viren im Reaktor bleiben, während das benutzte Medium ausgetauscht wird. In dem Bioreaktor lassen sich Temperatur, Sauerstoff, und pH-Wert kontrollieren und so einstellen, dass sich die Viren optimal vermehren können. Nach knapp zwei Wochen konnten die Wissenschaftler fast 40 Millionen infektiöse Viren pro Milliliter ernten. Dies ist ausreichend für eine Vielzahl von virologischen Studien.

Vor dem Einsatz von BHK-21 Zellen als Substrat zur Produktion von Impfstoffen für den Menschen sind weitere Studien nötig, auch wenn sie in der Tiermedizin ohne Probleme eingesetzt werden. Aber dank der neuen Erkenntnisse zur Virusvermehrung können Forscher nun weitere epidemiologische und virologische Studien zum Zikavirus durchführen.

Weitere Informationen:

http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/3244737/2017-05-03-studien-zum-zikavirus

Gabriele Ebel | Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Magische kolloidale Cluster
11.12.2018 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Kupferverbindung als Recheneinheit in Quantencomputern
11.12.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Im Focus: Neue Methode verpasst Mikroskop einen Auflösungsschub

Verspiegelte Objektträger ermöglichen jetzt deutlich schärfere Bilder / 20fach bessere Auflösung als ein gewöhnliches Lichtmikroskop - Zwei Forschungsteams der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen „Spiegeleffekt“ bewirken. Mit dieser einfachen Methode konnten sie die Bildauflösung signifikant erhöhen und einzelne Molekülkomplexe auflösen, die sich mit einem normalen Lichtmikroskop nicht abbilden lassen. Die Studie wurde in der NATURE Zeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht.

Die Schärfe von Lichtmikroskopen ist aus physikalischen Gründen begrenzt: Strukturen, die näher beieinander liegen als 0,2 tausendstel Millimeter, verschwimmen...

Im Focus: Supercomputer ohne Abwärme

Konstanzer Physiker eröffnen die Möglichkeit, Supraleiter zur Informationsübertragung einzusetzen

Konventionell betrachtet sind Magnetismus und der widerstandsfreie Fluss elektrischen Stroms („Supraleitung“) konkurrierende Phänomene, die nicht zusammen in...

Im Focus: Drei Nervenzellen reichen, um eine Fliege zu steuern

Uns wirft so schnell nichts um. Eine Fruchtfliege kann dagegen schon ein kleiner Windstoß vom Kurs abbringen. Drei große Nervenzellen in jeder Hälfte des Fliegenhirns reichen jedoch aus, um die Fliege mit Hilfe visueller Signale wieder auf Kurs zu bringen.

Bewegen wir uns vorwärts, zieht die Umwelt in die entgegengesetzte Richtung an unseren Augen vorbei. Drehen wir uns, verschiebt sich das Bild der Umwelt im...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

Fachforum über intelligente Datenanalyse

10.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

11.12.2018 | Physik Astronomie

Besser Bohren – Neues Nanokomposit stabilisiert Bohrflüssigkeiten

11.12.2018 | Geowissenschaften

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics