Corona-Pandemie: Wie Braunschweiger Forschungseinrichtungen bei der Bekämpfung des Virus zusammenarbeiten

Corona-Pandemie: Wie Braunschweiger Forschungseinrichtungen bei der Bekämpfung des Virus zusammenarbeiten

Die Corona-Krise stellt Gesellschaft, Politik und Forschung auf der ganzen Welt vor besondere Herausforderungen. Auch in der Region Braunschweig verändert die Corona-Pandemie das tägliche Leben.

Illustration SARS-CoV-2
Illustration des Coronavirus SARS-CoV-2. Bild: Wikimedia / We Are Covert.

„Wissenschaft ist Hoffnung“

“Wissenschaft ist Hoffnung” – diese wichtige Botschaft leuchtet am Okerhaus der TU Braunschweig. Ein Leitspruch, der die Region Braunschweig treffender denn je beschreibt, denn in der gesamten Region wird mit großem Einsatz geforscht und tatkräftig angepackt, um die Auswirkungen der Pandemie gemeinsam zu bewältigen. Nie war der Gemeinschaftsgedanke dabei wichtiger als jetzt – auch in der Wissenschaft. Innerhalb der ForschungRegion Braunschweig wird unter Hochdruck an der Erforschung und Bekämpfung des Virus und seiner Auswirkungen auf die Gesellschaft und Wirtschaft gearbeitet, gemeinsame Aktivitäten koordiniert, Kompetenzen gebündelt und sich in der Region engagiert. Einen Überblick über die vielfältigen Forschungsprojekte und Unterstützungsangebote möchte dieser Artikel geben.

TU Braunschweig und HZI erforschen das Virus

Universitäre Einrichtungen, wie das Institut für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik der Technischen Universität Braunschweig und außeruniversitäre Forschungszentren wie das Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung (HZI) arbeiten z.B. intensiv an der Erforschung von COVID-19 und der Entwicklung geeigneter Therapieverfahren. 

Biotechnologinnen und Biotechnologen der TU Braunschweig sind an einem internationalen Forschungsprojekt beteiligt, in dem neuartige Antikörper-Therapien zur Behandlung der durch das Coronavirus ausgelöste Lungenerkrankung COVID-19 entwickelt werden sollen. Dabei geht es nicht um einen Impfstoff, sondern eine akute Therapie durch Antikörper. Im internationalen Forschungsverbund ATAC (Antibody Therapy Against Corona-Virus) übernimmt das Braunschweiger Forscher*innenteam um die Professoren Dr. Michael Hust und Dr. Stefan Dübel die Entwicklung der menschlichen Antikörper. Dafür arbeiten sie eng mit Forschungsgruppen aus Schweden, Belgien, Italien und der Schweiz zusammen.

Das HZI fokussiert sich auf Forschungsvorhaben, die zu einem besseren Verständnis des Virus sowie der Entwicklung von Wirk- und Impfstoffen beitragen, außerdem erforschen HZI-Wissenschaftler*innen die Dynamik der Infektionsausbreitung in der Bevölkerung. Hierfür bündelt das HZI, das über jahrelange Expertise in der Infektionsforschung verfügt, mit seinen Standorten und Kooperationspartnern die Ressourcen für eine Vielzahl von Projekten. Beispiele sind die Testung einer großen Anzahl potenzieller Wirkstoffe, Laboratorien der biologischen Sicherheitsstufe 3, in denen es möglich ist, Untersuchungen mit intakten Erregern durchzuführen, sowie die Entwicklung eines Mausmodells der Infektion mit SARS-CoV-2, welches eine wichtige Voraussetzung darstellt, um Impfstoffe und antivirale Wirkstoffe für den Gebrauch im Menschen zu entwickeln.

Arbeiten im Labor der biologischen Sicherheitsstufe 3 am HZI. Bild: HZI / Talay.

Das HZI koordiniert u.a. eine bundesweite Antikörper-Studie, in der herausgefunden werden soll, wie viele Menschen bereits Antikörper gegen SARS-CoV-2 in ihrem Blut haben – also bereits an COVID-19 erkrankt waren und nun immun gegen das Virus sind. Dabei arbeitet das HZI-Team um den Epidemiologen Gérard Krause mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF), den Blutspendediensten, der NAKO Gesundheitsstudie, dem Robert Koch-Institut (RKI) und dem Institut für Virologie der Berliner Charité zusammen.

Um die weitere Ausbreitung des Virus zu verlangsamen, ist ein konsequentes Management der Kontaktpersonen bestätigter Infektionsfälle notwendig. Dafür kann der deutsche Öffentliche Gesundheitsdienst (ÖGD) zukünftig auf eine spezielle Version der Seuchenmanagement-App SORMAS zurückgreifen, die am HZI gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern als Reaktion auf den Ebola-Ausbruch 2014 in Westafrika entwickelt wurde. Der Anwendung wurde im Zuge des weltweiten COVID-19-Ausbruchs ein Coronavirus-Modul hinzugefügt. So kann SORMAS die Gesundheitsämter zukünftig in Echtzeit beim Kontaktpersonenmanagement unterstützen, indem es alle relevanten Akteur*innen, wie etwa Kliniken, Labore und Behörden, miteinander vernetzt.

Vernetzung von Hilfsangeboten in der Region Braunschweig

Eine möglichst effiziente Vernetzung engagierter Akteur*innen hat auch die von der TU Braunschweig ins Leben gerufene Plattform WeCare zum Ziel. Hier koordiniert die Universität die Unterstützungsanfragen von außen ebenso wie die vielfältigen dezentralen Hilfsangebote aus der Universität, sie überprüft ihre Umsetzbarkeit, sichert die Projekte rechtlich ab und koordiniert die Vernetzung mit weiteren Initiativen in der Region. Die im Rahmen von WeCare entstandenen Projekte umfassen u.a. die Unterstützung des Klinikums Braunschweig bei der Auswertung von Corona-Tests im Labor durch die Bereitstellung von Technik und Personal durch die Technische Universität und das HZI. Damit könnten die Testkapazitäten von täglich 180 ausgewerteten Proben auf 500 Proben erhöht werden, so Dr. Horst Hannig, Leiter der Zentralen Einrichtung für Molekulare Diagnostik, am Klinikum Braunschweig.

Eine weitere Kooperation, die aus der Initiative hervorgegangen ist, stellt die Zusammenarbeit des TU-Instituts für Elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik unter Leitung von Prof. Dr. Meinhard Schilling mit den Braunschweiger Unternehmen Kroschke sign international, der Capical GmbH (eine Ausgründung aus dem Institut) und dem Spritzgusshersteller Reiher GmbH dar. Die Projektpartner fertigen seit Mitte April Gesichtsschutzschirme an und beliefern damit Krankenhäuser, Feuerwehren und Polizei, um den Engpässen bei Schutzausrüstungen in Braunschweig und der Region entgegen zu wirken. Die ersten 10.000 Gesichtsschutzschirme werden an das Klinikum Braunschweig ausgeliefert, bis zu 100.000 Stück könnten produziert werden. 

Auch die Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften unterstützt im hochschuleigenen Zentrum für additive Fertigung (ZaF) die Herstellung von Gesichtsvisieren durch den 3D-Druck von dringend benötigten Elementen, wie spezielle Kopfbänder und Verstärkungen aus Kunststoff. Ebenfalls auf Hochtouren liefen die 3D-Drucker des DLR im März und April und produzierten so 1400 Gesichtsschutzschirme, die u.a. an das Klinikum Wolfsburg ausgeliefert wurden.

Ehrenamtliches Engagement, vor allem auch aus den Reihen der Studierenden der Region, wird zudem über die Sandkasten-Plattform der TU Braunschweig gebündelt.

3D-Drucker bei der Arbeit
3D-Drucker bei der Arbeit. Bild: DLR / Ulrich Natge.

Wie sich die Corona-Pandemie auf Pflege und die Tourismusbranche auswirkt

Wie vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie und der Möglichkeit rasch ansteigender COVID19-Infektionszahlen die Delegation von fachfremdem Personal in der pflegerischen und intensivmedizinischen Versorgung gelingen kann, erforscht derzeit die Ostfalia Hochschule. Das Forschungsteam um Pflege- und Gesundheitswissenschaftlerin Martina Hasseler hat für diesen Fall bereits ein schnelles Delegationsmodell entwickelt, das es in der Praxis erleichtern soll, fachfremdes Personal, wie beispielsweise Medizinstudierende, einzuschätzen und kompetenz- und zielgerecht einzusetzen. Zudem wurde das bestehende Forschungsprojekt “NOVELLE – Im Notfall sicher handeln”, ebenfalls unter Leitung von Prof. Hasseler, im Zuge der Corona-Pandemie um neue Dimensionen erweitert. In dem interdisziplinären Forschungsprojekt, das im August 2019 gestartet ist, will ein Projektteam aus Pflege, Medizin, Ethik, Recht und IT Notfallalgorithmen entwickeln, die konkrete Handlungsanweisungen für besonders häufige und relevante Notfälle in Pflegeheimen vorgeben. Die Corona-Pandemie sehen Hasseler und ihr Team als einen Sonderfall, den es nun im Rahmen des Forschungsprojekt zu beleuchten gilt, um Handlungsanweisungen für Pflegeheime im Umgang mit COVID-19 abzuleiten.

Wie kaum ein anderer Wirtschaftszweig ist die Tourismusbranche von den Folgen der Corona-Pandemie betroffen. Dies belegen die Ergebnisse einer Befragung des Instituts für Tourismus- und Regionalforschung der Ostfalia Hochschule zu den Auswirkungen der Corona-Pandemie auf die deutsche Tourismuswirtschaft. Die Ergebnisse der von Prof. Dr. Ernst-Otto Thiesing durchgeführten Befragung von 973 touristischen Leistungsanbietern, legen nahe, dass die wirtschaftlichen Folgen des Shutdowns zum Teil existenzbedrohende Ausmaße annehmen könnten und die Auswirkungen wohl noch bis in den Herbst spürbar sein werden.

Braunschweiger Kliniken erweitern Kapazitäten

Schließlich sind natürlich die drei Braunschweiger Krankenhäuser, das Klinikum Braunschweig, das Herzogin Elisabeth Hospital und das Krankenhaus Marienstift, zu nennen, die die vollumfängliche medizinische Versorgung erkrankter Personen in der Region gewährleisten. Gemeinsam mit dem Krisenstab Braunschweig erarbeiteten die Kliniken ein Konzept, um eine angemessene stationäre Versorgung in der Corona-Pandemie sicherzustellen und erhöhten zusätzlich ihre Kapazitäten für Corona-Patient*innen. Um Lieferengpässen vorzubeugen und die Versorgung von Krankenhaus und Region sicherzustellen, stellt das Klinikum Braunschweig außerdem in der hauseigenen Apotheke Desinfektionsmittel her. Darüber hinaus engagiert sich das Klinikum Braunschweig durch eine Reihe animierter Clips, die auf den Social Media-Kanälen des Klinikums veröffentlicht werden, in der faktenbasierten Kommunikation über das Coronavirus. “Leicht verständlich und für alle zugänglich” – so will das Klinikum Fragen rund um das Virus und die ergriffenen Maßnahmen beantworten und ein deutliches Zeichen gegen Fake News setzen.

Corona-Pandemie im Museum

Zu guter Letzt: Die Corona-Pandemie wird als einschneidendes Ereignis in die Geschichte des 21. Jahrhunderts eingehen – so viel ist jetzt schon klar. Die Gegenwart für die Zukunft zu bewahren, das hat sich daher das Braunschweigische Landesmuseum zur Aufgabe gemacht und ruft die Braunschweiger Bevölkerung in einer Sammel-Aktion zum Einreichen von Dokumenten, Fotos und Objekten als Zeitzeugen dieses Ereignisses der Gegenwartsgeschichte auf. Geleitet von der Frage, wie wir uns in der Zukunft an die Corona-Pandemie erinnern werden, freut sich das Museum über Vorschläge für alles, was für die Menschen aus der Region zum Symbol der Corona-Krise geworden ist, von der selbstgenähten Gesichtsmaske über das Foto der leeren Innenstadt bis hin zur Toilettenpapier-Skulptur.


Update 19.05.2020: Viele weitere Forschungprojekte aus der Region Braunschweig

Durchbruch bei der Wirkstoffentwicklung

Das Biotechnologie-Unternehmen YUMAB, eine auf die Herstellung von menschlichen Antikörpern spezialisierte Ausgründung der TU Braunschweig, erzielte in Kooperation mit dem HZI und der TU Braunschweig vor wenigen Tagen einen Durchbruch bei der Entwicklung geeigneter Wirkstoffkandidaten gegen das SARS-CoV-2 Virus. Tests in den Laboren der Sicherheitsstufe 3 des HZI, konnten mit einem „echten“ SARS-CoV-2 Virusstamm zeigen, dass einige Kandidaten eine komplette Neutralisierung des Virus hervorrufen. Speziell wurde gezeigt, dass die Viren lebende Zellen nach Zugabe des Antikörpers nicht mehr infizierten. Die Absprachen der weiteren Schritte mit den regulatorischen Behörden haben bereits begonnen, so YUMAB, und man sei zuversichtlich, dass bereits im Herbst 2020 mit den ersten Studien im Menschen begonnen werden kann.

Mathematische Entscheidungshilfen

Dass bei der Virusbekämpfung vielfältige wissenschaftliche Disziplinen gemeinsam Lösungen erarbeiten können, zeigen Mathemathiker*innen, Informatiker*innen und Mediziner*innen der Jungen Akademie, der TU Braunschweig, der Universität Stuttgart und der Firma Arctoris. Das interdisziplinäre Team hat eine Entscheidungshilfe entwickelt, die berechnet, welches Verfahren in einem positiven Probenpool möglichst effektiv alle an COVID-19 erkrankten Personen identifiziert. Beim Proben-Pooling wird das Probenmaterial von unterschiedlichen Personen zu einer Probe (Pool) zusammengefügt und gemeinsam getestet. Fällt die Probe negativ aus, muss keine der enthaltenen Einzelproben gesondert geprüft werden. Bei einem positiven Ergebnis müssen weitere Tests durchgeführt werden. Insgesamt haben die Wissenschaftler*innen mithilfe eines mathematischen Modellierungsansatzes fünf Pool-Testverfahren für fünf Länder simuliert. Algorithmen berechnen auf Grundlagen verschiedener Parameter, welche der Pooling-Methoden unter welchen Bedingungen am effektivsten ist. Die Simulationen des Teams zeigen, dass pool-basierte Testverfahren in Deutschland etwa acht Mal effizienter als Einzeltests sein können.

Antivirale Oberflächen

Oberflächen spielen bei der Eindämmung der Corona-Pandemie eine zentrale Rolle: Durch die Sterilisation von Atemschutzmasken könnte beispielsweise der aktuellen Maskenknappheit entgegengewirkt werden, denn diese können anschließend wiederverwendet werden. Gemeinsam mit dem Städtischen Klinikum Braunschweig hat das Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST ein Projekt gestartet, um geeignete Testverfahren zur Überprüfung der Sterilisationseffekte, der Partikeldurchlässigkeit und Dichtigkeit des Materials bei FFP2-Masken weiterzuentwickeln und die Ergebnisse zu validieren.Von ebenso großer Bedeutung ist die Desinfektion von Oberflächen mit denen Menschen im Alltag in Kontakt kommen, z.B. Türklinken oder Haltegriffe im öffentlichen Nahverkehr. Eine Alternative zu einer Wischdesinfektion könnte eine virenabtötende Beschichtung sein. Das Fraunhofer IST sieht hier durch den Einsatz antiviraler Beschichtungen mögliche Ansatzpunkte um die Verbreitung des Virus über Oberflächen einzudämmen.


Weiterführende Links

Technische Universität Braunschweig

Antikörper gegen Viren: https://magazin.tu-braunschweig.de/pi-post/antikoerper-gegen-viren/

WeCare-Plattform: https://www.tu-braunschweig.de/we-care/projektuebersicht

Unterstützung des Klinikum Braunschweig (gemeinsam mit HZI): https://klinikum-braunschweig.de/aktuelles-veranstaltungen/aktuelles.php?article=226&page=1

Sandkasten-Plattform: https://www.sandkasten.tu-braunschweig.de/corona

Mathematische Entscheidungshilfen: https://magazin.tu-braunschweig.de/pi-post/mathematische-entscheidungshilfe/

Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung

Übersicht aktueller Projekte und Förderungen zur Bekämpfung der Pandemie: https://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/news-detail/article/complete/corona-forschung-auf-hochtouren-am-hzi/

Bundesweite Antikörper-Studie: https://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/news-detail/article/complete/bevoelkerungsstudie-untersucht-immunitaet-gegen-covid-19/

Seuchenmanagement-App SORMAS: https://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/news-detail/article/complete/sormas-unterstuetzt-gesundheitsaemter-beim-kontaktpersonenmanagement/

Ostfalia Hochschule für Angewandte Wissenschaften:

Delegation von fachfremdem Personal in der Pflege und “NOVELLE – Im Notfall sicher handeln”: https://www.ostfalia.de/cms/de/huk/kommunikation/presse/pressemitteilungen-2020/fakultaet-gesundheitswesen-delegationsmodell/

Auswirkungen der Corona-Pandemie auf die deutsche Tourismuswirtschaft: https://www.ostfalia.de/cms/de/huk/kommunikation/presse/pressemitteilungen-2020/befragung-tourismuswirtschaft/index.html

Herstellung von Gesichtsvisieren: https://www.ostfalia.de/cms/de/huk/kommunikation/presse/pressemitteilungen-2020/ostfalia-unterstuetzt-bei-der-herstellung-von-gesichtsvisieren/

Braunschweiger Kliniken

Konzept zur Versorgung während der Corona-Pandemie: https://klinikum-braunschweig.de/aktuelles-veranstaltungen/aktuelles.php?article=224

Herstellung von Desinfektionsmittel: https://klinikum-braunschweig.de/aktuelles-veranstaltungen/aktuelles.php?article=214&page=2

Animierte Clips zum Coronavirus: https://klinikum-braunschweig.de/aktuelles-veranstaltungen/aktuelles.php?article=217&page=2

DLR

Herstellung von Gesichtsvisieren: https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/02/20200420_dlr-in-braunschweig-produziert-gesichtsschilde.html

Braunschweigisches Landesmuseum

Sammelaktion: https://www.3landesmuseen.de/Corona-ins-Museum.1974.0.html

YUMAB GmbH

Durchbruch bei der Wirkstoffentwicklung: https://www.yumab.com/wp-content/uploads/2020/05/2020.05.07_YUMAB-PR_SARS-CoV-2_DEU.pdf

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik

Desinfektion von Masken und antivirale Beschichtungen: https://www.ist.fraunhofer.de/de/pressemitteilungen/2020/Fraunhofer-vs-Corona.html