Corona-Forschung: Beiträge der Natur- und Lebenswissenschaften
Das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) ist eingebunden in die SARS-CoV-2-Diagnostik, unter anderem mit seinem mobilen Labor. Es führt epidemiologische Studien zur Prävalenz von SARS-CoV-2-Infektionen in Hamburg und Afrika durch, bildet Laborpersonal aus und ertüchtigt Labore in verschiedenen afrikanischen Ländern in der Diagnostik von SARS-CoV-2. Das BNITM beteiligt sich an Placebo-kontrollierten multizentrischen Medikamentenstudien und entwickelt verbesserte Diagnostika. Zusätzlich werden Kleintiermodelle etabliert zum Studium der Pathogenese von COVID-19 und zur in-vivo-Validierung neuer Wirkstoffe. Das BNITM ist beteiligt am Projekt COVID-19 Snapshot Monitoring (COSMO), das Wissen, Risikowahrnehmung, Schutzverhalten und Vertrauen während des aktuellen COVID-19 Ausbruchsgeschehens untersucht.
Aktuelles: Soeben wurden durch das BMG gemeinsame Forschungsprojekte mit den Leibniz-Instituten FZB und HPI genehmigt.
Das Deutsche Diabetes-Zentrum (DDZ) bietet gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (DZD) und dem Helmholtz Zentrum München umfangreiche und allgemeinverständliche Informationen zum Coronavirus SARS-CoV-2 für Menschen mit Diabetes an. Die Informationen werden auf dem neuen und unabhängigen nationalen Diabetesinformationsportal diabinfo.de zur Verfügung gestellt. Das Portal ist eine online-basierte Plattform mit qualitätsgesicherten Informationen über Diabetes mellitus und wird von der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) gefördert.
Als eines von insgesamt 18 Studienzentren beteiligt sich das am Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) angesiedelte NAKO-Studienzentrum in Berlin-Steglitz an einer Befragung aller Teilnehmenden der NAKO Gesundheitsstudie. Ziel der Aktion ist es, Erkenntnisse über Verbreitung, Verlauf und Auswirkungen von COVID-19 in Deutschland zu gewinnen. Da aktuelle Daten zur Gesundheit der Bevölkerung unmittelbar vor und zu Beginn der Pandemie vorliegen, bietet sich die bundesweite Kohortenstudie mit 200.000 teilnehmenden Männern und Frauen für diese Untersuchung besonders gut an. Die 10.000 Probandinnen und Probanden des NAKO-Studienzentrums Berlin-Süd/Brandenburg geben in dem 13-seitigen Fragebogen unter anderem Antworten zum Einfluss der Corona-Pandemie auf ihr Ernährungsverhalten, ihren Alkoholkonsum und ihre körperliche Aktivität. Die DIfE-Forschenden haben innerhalb der NAKO-Expertenkommission bei der Erstellung des COVID-19-Fragebogens mitgewirkt.
Des Weiteren hat Prof. Dr. Matthias Schulze an einem Kommentar in Nature Reviews Endocrinology mitgearbeitet, in dem er vorläufige Daten zu Übergewicht und dem Verlauf von COVID-19 zusammenfasst.
Das Deutsche Primatenzentrum (DPZ) ist involviert in die SARS-CoV-2-Diagnostik im diagnostischen Netzwerk „CoV2-DiaNetGÖ“ am Göttingen Campus und betreibt eine intensive Grundlagenforschung, die darauf abzielt, die Vermehrung des Virus im Menschen zu stoppen. Im Rahmen einer deutschlandweiten Kooperation, unter anderem mit der Charité in Berlin, konnte bereits der Eintrittsmechanismus des Virus in die Wirtszellen identifiziert und ein potenzielles Medikament ausfindig gemacht werden, das diesen Prozess blockiert. Die Ergebnisse, die auf Experimenten in Zellkultur basieren, sollen in naher Zukunft in Studien mit nicht-menschlichen Primaten verifiziert werden. Das Land Niedersachsen unterstützt die Coronavirus-Forschung am DPZ mit mehr als zwei Millionen Euro für die Entwicklung neuer Therapien, basierend auf bereits für die Behandlung anderer Erkrankungen zugelassener Wirkstoffe, und das BMBF fördert mit knapp 200.000 Euro ein Kooperationsprojekt des DPZ zusammen mit der Uni Erlangen-Nürnberg und dem Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI) in Leipzig zur Identifizierung von hemmenden Antikörpern gegen SARS-CoV-2. Zusätzlich stellt das DPZ Probenmaterial für andere Forschungseinrichtungen weltweit zur Verfügung, um die Suche nach neuen Therapien und Impfstoffen zur Behandlung von COVID-19 voranzutreiben.
Das Deutsche Rheuma-Forschungszentrum (DRFZ) bietet ein weltweit einzigartiges Arsenal zur Untersuchung menschlicher Immunreaktionen gegen SARS-CoV-2 und zur Gewinnung von Antikörpern gegen SARS-CoV-2. Es wird untersucht, welche Gene exprimiert werden, welche Rolle sie spielen, wie sie aktiviert wurden, und ob sie ein immunologisches Gedächtnis verkörpern. Es liefert damit Grundlagen, warum die Immunantwort - also die Schwere der Erkrankung - bei Patienten unterschiedlich ist. Diese Ergebnisse sind nicht nur für die Behandlung, sondern auch für die Entwicklung eines Impfstoffes essenziell. Ein wichtiges Projekt ist daher das Human Vaccines Project, ein internationales Konsortium zur Entwicklung von Impfstoffen. Daran sind mehrere Leibniz-Institute (DRFZ, HPI, FLI) beteiligt sowie die Leibniz-Gemeinschaft insgesamt.
Der Wirkstoff Favipiravir wird als ein Kandidat für ein Medikament gegen COVID-19 gesehen. Eine Fallstudie von FIZ Karlsruhe untersucht die Patentsituation des Wirkstoffs mithilfe des Informationsservice STN. Unser weltweit genutzter Informationsservice STN mit den Schwerpunkten Forschungs- und Patentliteratur, chemische Strukturen, Sequenzen und Materialeigenschaften liefert valide Informationen. Fragen nach der aktuellen Patentsituation, z. B. nach den Rechteinhabern oder der Dauer des verbliebenen Patentschutzes in verschiedenen Ländern, müssen klar beantwortet werden. Die Studie von FIZ Karlsruhe zeigt am Beispiel des Medikaments Avigan (Wirkstoff: Favipiravir), das gegen die Vogelgrippe und Ebola entwickelt wurde, wie diese Fragen mittels einer umfangreichen Recherche in den STN-Patentdatenbanken beantwortet werden können.
Das Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum (FZB) arbeitet und forscht in mehreren Bereichen zu COVID-19, unter anderem an diagnostischen Testverfahren. So werden z.B. die Sequenzbereiche des SARS-2 Spike-Glykoproteins bestimmt, die von Antikörpern aus genesenen COVID-19-Patienten aber nicht von solchen aus Serumproben (Biobankmaterial) vor dem Ausbruch von COVID-19 erkannt werden. Dieser Ansatz soll dabei helfen herauszufinden, ob bereits früher eine kreuzreaktive Immunität bestand. In Proben aus COVID-19 Patienten werden die Virusgenome vergleichend analysiert, um ihre Diversität zu erfassen. Für Untersuchungen zum Verhalten von Coronavirus-haltigen Aerosolen in der Luft plant das FZB mit dem Leibniz-Institut TROPOS zu kooperieren.
Aktuelles: Die an das FZB angeschlossene Lungenfachklinik führt in einem „Corona-Drive-Thru“ ambulante Testungen auf SARS-CoV-2 durch. Soeben wurde der Startschuss zu einer großen COVID-19-Antikörper-Studie in Lübeck unter Beteiligung des FZB gegeben. Das BMG fördert ein Forschungsprojekt zu Covid-19, das das FZB gemeinsam mit dem BNITM und dem HPI durchführt.
Am Heinrich-Pette-Institut – Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (HPI) arbeitet man an der Entwicklung neuer Antiviralia und Therapiemaßnahmen gegen COVID-19 als Blueprint für künftige respiratorische Viren in Pandemien. Dazu werden neue Infrastrukturen und Kapazitäten für die Diagnostik geschaffen, präklinische Studien durchgeführt, die Biologie und Pathogenität von SARS-CoV-2 im Vergleich zu SARS-CoV, anderen CoVs und Influenza-Viren untersucht. Ein Ziel der Untersuchungen ist unter anderem die Erforschung des Immunsystems zur Beantwortung der Frage, warum das Immunsystem von älteren Menschen und von Männern weniger gut mit der Erkrankung zurechtkommt.
Aktuelles: Soeben wurde ein Forschungsprojekt des BMG gemeinsam mit dem FZB, dem BNITM und dem HPI genehmigt.Forschende am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) untersuchen neue Ansätze in der COVID-19-Diagnostik und –therapie, unter anderem im neuen Verbundprojekt der Berlin University Alliance. Gemeinsam mit anderen prominenten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Berliner Universitäten und des Robert Koch-Instituts sollen potentielle Wirkstoffe gegen COVID-19 erforscht werden. Ein Ergebnis gemeinsamer Berliner Forschungsaktivitäten sind neue antivirale Substanzen, die aktuell in der Fachliteratur beschrieben sind.
Zudem testen die Forschenden am FMP Substanzen, die die Virusaufnahme in Lungenepithelzellen verhindern. Um eine Diagnostik in der Breite der Bevölkerung zu unterstützen, entwickelt das FMP einen Schnelltest.
Mit Blick auf die Frage, wie umhüllte Viren in die Zellen gelangen, soll die Struktur des Virus mittels Kernspinresonanz (NMR/Englisch nuclear magnetic resonanz) untersucht werden. Außerdem soll die Struktur und Dynamik viraler Membranproteine mittels NMR erforscht werden, da sie Ziele für antivirale Hemmstoffe darstellen.
Das Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) forscht in verschiedenen Arbeitsgruppen zu Veränderungen des Immunsystems, insbesondere im Alter. Diese Kompetenzen möchte das FLI in die Corona-Forschung einbringen: Geplant ist eine Langzeit-Untersuchung der Immunantworten gegen SARS-CoV-2 vom Krankheitsbeginn über möglichst drei Jahre hinweg mit folgenden Fragestellungen im Fokus: Wie langfristig ist die Immunantwort nach einer Infektion? Wie unterscheidet sich die Immunantwort älterer (>65 Jahre) Patienten von der Immunantwort jüngerer Patienten (<40 Jahre)? Auch Modellierungsversuche über den Pandemieverlauf sollen helfen, unterschiedliche Entwicklungen in Bundesländern, Landkreisen etc. aufzuklären.
Am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung (IfADo) startete eine Tagebuchstudie zu Corona-bedingtem Homeoffice. Im Rahmen der Tagebuchstudie werden Anpassungsprozesse an die Situation im Homeoffice bei Mitarbeitern untersucht, für die diese Situation bislang ungewohnt ist.
In der Dortmunder Vitalstudie untersucht das IfADo die Auswirkungen und Zusammenhänge endogener und exogener Einflussfaktoren auf die Gesundheit und geistige Leistungsfähigkeit beim Menschen. Ein wichtiger Aspekt dabei ist der Umgang mit Stress, der z.B. durch Corona-bedingte Einschränkungen ausgelöst wird. Die Ergebnisse der geplanten Befragung zu Pandemieauswirkungen auf wesentliche Aspekte des Lebens werden dann auf bereits vorher erhobene Daten der Probanden bezogen. Erwartet werden Zusammenhänge zwischen den Auswirkungen der Corona-Krise auf das Verhalten und Erleben der Befragten mit Stresserleben, Persönlichkeit, aber auch Immunstatus und Genetik.
Die Abteilung Immunologie des IfADo entwickelt neue Testverfahren zum Nachweis von Antikörpern gegen SARS-CoV-2. Diese Testverfahren sollen eingesetzt werden um (i) Personen zu identifizieren, die (eventuell sogar unbemerkt) mit SARS-CoV-2 infiziert waren und um (ii) Studien darüber durchzuführen, welche Art und Konzentration von Antikörpern für eine Immunität gegen SARS-CoV-2 von Bedeutung sind.
Ein stark gestörtes Geruchs- und Geschmacksempfinden ist das vorherrschende neurologische Symptom einer COVID-19-Erkrankung. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen dabei davon aus, dass das SARS-CoV-2-Virus die chemosensorische Wahrnehmung über andere Mechanismen beeinträchtigt als es gewöhnliche Erkältungsviren tun. Um diese auf molekularer Ebene zu erforschen und so eine wissenschaftliche Basis für neue Therapieansätze und Testmöglichkeiten zu erstellen, hat das Leibniz-Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie Fördergelder vom Bayerischen Wirtschaftsministerium für ein im Juni 2020 gestartetes Forschungsprojekt erhalten. Im Rahmen des MCGG-SARS-CoV-2-Projekts arbeitet das Institut eng mit der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Wien zusammen. (MCGG-SARS-CoV-2 steht für: Molekularbiologische Charakterisierung von Geruchs- und Geschmacksrezeptoren bei Probanden mit positivem Nachweis von SARS-CoV-2-IgG-Antikörpern sowie auftretenden Geruchs- und Geschmacksstörungen.)
Das Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI) widmet sich der Identifizierung neuer Naturstoffe aus Mikroorganismen und deren Entwicklung zu Leitstrukturen für therapeutische Anwendungen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-HKI schöpfen hierfür aus einer umfangreichen Naturstoffbibliothek und entdecken kontinuierlich neue niedermolekulare Substanzen, die im Rahmen mikrobieller Interaktionen gebildet werden. Die breite biologische Profilierung dieser Naturstoffe und auch zahlreicher Synthetika erfasst antivirale Aktivitäten, unter anderem in Kooperation mit dem Heinrich-Pette-Institut – Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie, gegen SARS-CoV-2.
Aktuelles: Im Rahmen des vom BMBF geförderten nationalen Forschungsverbundes InfectControl arbeitet das Leibniz-HKI gemeinsam mit Partnern an einem neuen therapeutischen Ansatz zur Behandlung von COVID-19.
Das Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) verfügt über ein einzigartiges Arsenal pflanzlicher, pilzlicher und synthetischer Wirkstoffe, die durch spezielle Methoden für neue Erreger und für die Anwendung im Menschen optimiert werden können. Im Rahmen des Leibniz-Forschungsverbunds Wirkstoffe und Biotechnologie werden diese Substanzen jetzt auch gegen die Infektions- und Vermehrungsprozesse des neuen SARS-CoV-2 getestet.
In einem zweiten Ansatz widmen wir uns Adjuvantien für die Immuntherapie. Um eine gute Immunisierung zu erreichen, reicht es nicht, nur passende Antigene zu injizieren (z.B. abgetötete Viruspartikel), sondern das Immunsystem benötigt oft einen zusätzlichen "Schubs", um eine ausreichende Immunantwort zu erzeugen. Das wird mit Adjuvantien erreicht. Das IPB hat eine Technologie entwickelt, neuartige, überdurchschnittlich aktive Adjuvantien in großer Variationsbreite hochrein zu erzeugen. Unsere Adjuvantien sollen helfen, schnell die richtige Immunantwort herbeizuführen.
Das Leibniz-Institut für Präventionsforschung und Epidemiologie (BIPS) bringt seine epidemiologische Expertise in Forschung und Beratung von Politik und Bevölkerung ein. Dazu gehört die Planung und Durchführung von epidemiologischen Studien: z.B. einer Kohortenstudie in Bremen zum Erkrankungsverlauf bei Personen mit einer COVID-19-Erkrankung bzw. einem positiven Test auf SARS-CoV-2, oder einer internationalen Studie zur mentalen Gesundheit von Studierenden in Zeiten vor und während der Pandemie. Außerdem berät das BIPS die Bremer Senatorin für Gesundheit und arbeitet am Kompetenznetz Public Health zu COVID-19, einem Zusammenschluss von über 25 Fachgesellschaften aus dem Bereich Public Health, mit. Auf der BIPS-Webseite finden sich wissenschaftliche und praktische Informationen, etwa zu Schutzmasken und Aktivitätsmöglichkeiten.
Am Leibniz-Institut für Resilienzforschung (LIR) werden aktuell mehrere Studien und Forschungsprojekte zu COVID-19 durchgeführt. So analysiert das COVID-19 Snapshot Monitoring (COSMO) die psychische Belastung sowie die Risikowahrnehmung und das Wissen über das SARS-CoV-2-Virus in Deutschland. Das LIR untersucht zusammen mit dem vom LIR geleiteten EU Projekt DynaMORE die psychische Belastung in der Allgemeinbevölkerung (hier kann jeder online oder via App teilnehmen) und in Gesundheitsberufen.
In der LORA-COVID-Studie werden 500 von 1.200 Probanden aus der seit etwa zwei Jahren laufenden LORA-Studie (Longitudinal Assessment of Resilience des SFB 1193) wöchentlich bezüglich Stress, Resilienz und psychischer Belastung durch die Coronakrise befragt. Zudem wird das Online-Training "Auf Kurs bleiben - Kompakt" angeboten. Weiterhin stellt das Institut Hilfestellungen und Empfehlungen zum Umgang mit den psychischen Folgen der Corona-Pandemie zur Verfügung.
Das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) hat aufgrund seiner wissenschaftlichen Expertise zur Situation der Luftverschmutzung in Zeiten des SARS-CoV-2-Virus Stellung bezogen. Das Statement „Corona-Lockdown-Luftqualität am Ort resultiert immer aus der Kombination von Emissionen, chemischen Prozessen und Schadstoff-Transport“ kann hier heruntergeladen werden.
Am Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung (IUF) sind mehrere große Kohortenstudien angesiedelt oder werden unterstützt. Diese sollen auf Fragen der Corona-Forschung ausgeweitet werden: Die zwei Kohortenstudien SALIA und GINI werden genutzt, um zu untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Luftschadstoffbelastung und der Erkrankung mit dem Coronavirus gibt. Zusätzlich werden mit COVID-19 einhergehende Symptome und Stressbelastung untersucht.
In der NAKO Gesundheitsstudie soll mit Hilfe eines Fragebogens untersucht werden, wie viele Probanden Symptome gezeigt haben und wie sie mit der Belastung umgehen. Zu einem späteren Zeitpunkt sollen zusätzlich Antikörpertests gemacht werden, um die Dunkelziffer von infizierten Personen zu untersuchen.
Das Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) hat in den letzten Jahren in mehreren asiatischen Ländern Blutproben von Wildtieren aus Blutegeln gesammelt und ein Virusscreening durchgeführt. Das Institut plant, dieses Screening systematisch auszubauen und insbesondere auch Proben aus China einzubeziehen. Zudem will das IZW die Übertragung von SARS-CoV-2 auf Hauskatzen und in Zoos gehaltene Katzenarten untersuchen.
Mit #fürNatur digital ist das Museum für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung mit seiner 30 Millionen Objekte zählenden Sammlung online erlebbar, um für Natur zu begeistern und Besucherinnen und Besucher am Forschungsgeschehen teilhaben zu lassen. In diesem Rahmen experimentiert das MfN mit neuen Formaten und erweitert sein digitales Angebot.
Viele Menschen sind in diesen Tagen zu Hause – vielleicht weil sie Homeoffice machen, ihre Kinder betreuen oder aus anderen Gründen. Um etwas Abwechslung zu bieten, hat Senckenberg – Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research auf der Website unterhaltsame und aufschlussreiche Informationen zusammengetragen.
Forschende der TIB entwickeln den Open Research Knowledge Graph (ORKG), mit dem die Vielzahl an Forschungsergebnissen zu COVID-19 strukturiert, organisiert und vergleichbar gemacht werden kann. So können Überschneidungen erkannt und auf jedem der Teilgebiete der jeweils aktuelle Stand erfasst werden.
Außerdem wird an der TIB die Daten-Pipeline "Knowledge4Covid-19" zur Erfassung und Zusammenführung von COVID-19-Forschungsergebnissen implementiert. Dabei werden COVID-19-Ergebnisse mit bereits existierenden Forschungsergebnissen verknüpft und über maschinelle Lernverfahren ausgewertet, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
Als weitere Initiative stellt das Open Science Lab der TIB durch die Book Sprint Initiative dringend benötigte Literatur zum Umgang mit COVID-19 für den Gesundheitssektor und die Fachöffentlichkeit zur Verfügung. So wird der wichtige Transfer von Forschungsergebnissen in die operativen Bereiche der Gesundheitsversorgung und Prävention realisiert.
Mathematische Modelle sowie die systematische Untersuchung und Interpretation von Daten spielen im aktuellen Diskurs eine zentrale Rolle. Sie ermöglichen, Epidemien zu beschreiben, wie zum Beispiel ihren Verlauf und die Wirkung von Maßnahmen. Die angewandte mathematische Forschung am Weierstraß-Institut bietet hierfür viele Anknüpfungspunkte. So wurde eine optimale, nicht-pharmazeutische Interventionsstrategie zur Kontaktreduktion erarbeitet für den Fall, dass kein Impfstoff zur Verfügung steht und eine vollständige Eindämmung des Virus nicht möglich ist. Langjährige Forschungen zu stochastischen Epidemiemodellen auf zufälligen Netzwerken ermöglichen unter anderem Aussagen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die Form infizierter Cluster sowie mögliche dezentrale Gegenmaßnahmen. WIAS-Forscher sind an Aktivitäten zur Corona-Pandemie etwa der European Mathematical Society (EMS) oder des European Consortium for Mathematics in Industry (ECMI) beteiligt - zum Beispiel dem europaweiten ECMI-Webinar „Mathematics of the COVID19 crisis - In the eye of the storm“.
Das Zoologische Forschungszentrum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere ist weiterhin für seine Besucherinnen und Besucher da. Mit Filmen, Hörspielen, Audioguides, Experimenten und Bastelanleitungen für die ganze Familie, virtuellen Führungen sowie interessanten Informationen aus der Forschung kommt das ZFMK zu den Besucherinnen und Besuchern nach Hause.
Avocado Film