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MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH Februar 2019

MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH Februar 2019

MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH Februar 2019

Die Jury „Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Frau Dr. Katarzyna Niespodziana aus Anlass der im Top-Journal „Nature Communications“ (IF 12.35) erschienenen Arbeit „PreDicta chip-based high resolution diagnosis of rhinovirus-induced wheeze“. Die multidisziplinäre Studie entstand im Rahmen des EU-Projektes „PreDicta“ am Institut für Pathophysiologie und Allergieforschung (Leitung: Univ. Prof. Dr. Barbara Bohle) in der Abteilung von Univ.-Prof. Dr. R. Valenta (Leiter der Abteilung für Immunpathologie) in Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Prof. Gunilla Hedlin (Karolinska University Hospital, Stockhol, Schweden), Prof. Marianne van Hage (Karolinska Institutet, Stockholm, Schweden) and Prof. Nikolaos G. Papadopoulos (University of Manchester, Manchester, UK, and University of Athens, Athens, Griechenland).

 

Meine Intension...

Seit über 10 Jahren beschäftige ich mich mit Rhinovirus-Infektionen und ihrer Rolle bei schweren Atemwegserkrankungen, wie Asthma und chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD). Betroffen sind sowohl Kinder als auch Erwachsene. Bisher gab es keinen verlässlichen Antikörpertest, um den Zusammenhang zwischen der auslösenden Rhinovirus Infektionen und den Asthma und/oder COPD Attacken festzustellen. Mithilfe dessen von uns entwickelten Rhinovirus Chips kann jetzt jeder Patient sehr schnell und einfach (mit nur sehr wenig Serum) auf verschiedene RV Stämme getestet werden. Zudem ist es möglich, Krankheits- auslösende Virus Typen zu bestimmen, zwischen den verschiedenen RV-induzierten Erkrankungen zu unterscheiden und in Folge dessen die richtigen Behandlungstherapien anzuwenden. Darüber hinaus ist die genaue Identifizierung der asthmaauslösenden Rhinoviren ein weiterer Schritt hin zur künftigen Entwicklung eines Impfstoffs, was die Forschung in diesem Feld für mich speziell spannend macht.

 

Rhinovirus-Infektionen können mittels eines Bluttests im Microarray-Format nachgewiesen werden

Rhinoviren (s.g. Schnupfenviren) sind neben den IgE-vermittelten Allergien, die häufigsten Auslöser von schweren Asthma-Anfällen, die zu Krankenhausaufenthalten und im schlimmsten Fällen auch zur Tod führen können. Es ist bekannt, dass Asthmatiker gegenüber Rhinovirus-Infektionen eine erhöhte Empfindlichkeit zeigen. In-vitro-Daten deuten darauf hin, dass Asthmatiker einen Defekt des angeborenen Immunsystems aufweisen, der in vivo mit einer Verschlechterung der Lungenfunktion bei Rhinovirusinfektionen in Zusammenhang gebracht werden kann. Ebenso gibt es Daten, die Rhinovirusinfektionen mit der Entstehung von Asthma bronchiale in Zusammenhang bringen. Zum Beispiel wurde es gezeigt, dass symptomatische Infektionen mit Rhinoviren im frühen Kindesalter zu den Hauptrisikofaktoren für die Entwicklung eines späteren Asthmas bronchiale zählen.

Rhinoviren sind Krankheitserreger, die hauptverantwortlich für Schnupfen und Erkältungen sind. Sie gehören zur Virusgruppe Picornaviridae und bilden drei Gruppen (A-C) innerhalb der Gattung Enterovirus. Es wurden bis jetzt über 160 verschiedene Stämme beschrieben. Rhinoviren sind weltweit verbreitet und auf den Menschen begrenzt, bevorzugen aber Temperaturen bis zu 33° C, wie auf der Nasenschleimhaut, die sie unbedingt zu ihrer Vermehrung benötigen. Je nach Gruppe benutzen Rhinoviren verschiedene Rezeptoren, um die Epithelzellen im Bereich des Nasen- und Rachenraums zu infizieren.

 

Die Menschen können gegenüber Schnupfenviren keine dauerhaft schützende Immunität entwickeln. Der menschliche Körper bildet zwar Antikörper gegen Schnupfenviren, diese sind aber unwirksam, da sie nur das Innere des Virus und nicht die Hülle bekämpfen. Die Virushülle ist aber dafür verantwortlich, dass das Virus sich in der Schleimhaut festsetzen kann und so die Erkrankung möglich macht. Außerdem produzieren AsthmatikerInnen mit häufigen Anfällen in Vergleich zu den anderen Menschen deutlich mehr Antikörper gegen ein bestimmtes Strukturprotein (VP1). Dieses Strukturprotein ist in jedem der rund 160 bisher bekannten Rhinoviren-Stämme enthalten. Bisher war es zwar möglich gewesen, die Anwesenheit des Rhinovirus mit Hilfe des PCR-Tests nachzuweisen, aber ohne jegliche Information, ob der beteiligte Rhinoviren-Stamm auch krank macht oder zu einem Anfall führen kann.

 

Auf Basis dieser Ergebnisse wurde im Rahmen des EU-Projektes „PreDicta“ der Rhinovirus-Chiptest entwickelt, der über 130 Peptide und rekombinant hergestellte Virusantigene enthält. Für den Test werden nur ganz kleine Serummengen benötigt und die Detektion von Virus-spezifischen Antikörpern erfolgt mittels Fluoreszenz-markiertem anti-humanen IgG Antikörper. Die ganze Test-Prozedur dauert ungefähr 3 Stunden. In der vorliegenden Arbeit wurden 120 Vorschulkinder untersucht, die aufgrund einer Asthmaattacke im Spital aufgenommen worden sind. Es wurde bei den Kindern das Blut am Tag des Anfalls und paar Wochen später abgenommen, um die Virus-spezifischen Antikörper nachzuweisen. Durch den Vergleich von Antikörper-Spiegeln konnte man feststellen, welche Erreger aus der großen Familie der Rhinoviren bei einem akuten Anfall beteiligt waren. Bisher gab es keinen verlässlichen Test, um dies festzustellen. Mithilfe dieses Tests kann jetzt ein Patient sehr schnell und einfach, mit nur sehr wenig Serum auf verschiedene RV Stämme getestet werden. Zudem ist es möglich, Krankheits-auslösende Virus Typen zu bestimmen, zwischen den verschiedenen RV-induzierten Erkrankungen zu unterscheiden und in Folge dessen die richtigen Behandlungstherapien anzuwenden.

 

Die aktuellen Ergebnisse sind außerdem ein sehr wichtiger weiterer Schritt zur Entwicklung einer wirksamen Schnupfenimpfung. Durch ihren Einsatz sollen bei Risikopatienten, die an Asthma oder COPD leiden, akute und lebensbedrohliche Anfälle verhindert werden.

 

Quelle: https://www.meduniwien.ac.at

Dr. Katarzyna Niespodziana MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH Februar 2019

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