Coronavirus -

Coronavirus - "Tonspur Wissen"

Ein Podcast von t-online.de und der Leibniz Gemeinschaft

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00:00:00: Ursula Weidenfeld: Ich bin Ursula Weidenfeld. Die Corona-Pandemie wirft viele neue Fragen in allen Lebensbereichen auf. Hier im Podcast geben Wissenschaftler Antworten und Einschätzungen dazu. Jeden Tag ein anderer Wissenschaftler aus einem anderen Fachbereich, zu einem anderen Thema. Heute geht es um die Frage, wie Tests für Infektionskrankheiten schneller und besser werden können. Darüber rede ich mit Professor Jürgen Popp. Er ist wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien in Jena. Herr Professor Popp, wenn man Ihr Institut beschreiben würde, würde man sagen: Es ist eine Schmiede, eine Werkzeugkammer für innovative medizinische Diagnostik. Was tun Sie denn, damit die Corona-Pandemie in den Griff bekommen werden kann? Ist das für Sie ein Thema?

00:00:46: Jürgen Popp: Ja, Infektionsforschung ist für uns am IPHT seit vielen Jahren ein Thema. Unser Ansatz hier ist hier, dass wir mit dem optischen, photonischen, molekularen Verfahren im Endeffekt in die Richtung der Erreger-Diagnostik beispielsweise gehen. Das heißt, wir wollen Bakterien, Pilze, Viren identifizieren, erforschen. Wir erforschen aber auch beispielsweise Verfahren für die schnelle Aufklärung möglicher Antibiotika-Resistenzen. Wir verfolgen aber noch eine zweite Strecke in der Forschung: Wir schauen uns die weißen Blutzellen an und wollen etwas darüber lernen, welche Infektion liegt vor? Liegt eine Infektion vor? Und wenn wir wissen, da liegt eine Infektion vor, natürlich auch der Frage nachgehen, ist der Infektionserreger ein Virus oder ein Bakterium? Und wenn es ein Virus ist, dann auch etwas darüber lernen, ist es ein Coronavirus oder ein Grippevirus? Wie ist die Prognose, die Entwicklung?

00:01:32: Ursula Weidenfeld: Die weißen Blutkörperchen sind die, die sich im Blut dann vermehren, wenn eine Infektion oder eine Krankheit vorliegt, nicht? Das ist so die körpereigene Feuerwehr, die Abwehrstoffe bildet.

00:01:42: Jürgen Popp: Genau, das ist die körpereigene Feuerwehr, kann man sagen, das Abwehrsystem, und das sind eben die verschiedenen Leukozyten, die dort aktiv werden und dann beispielsweise sich in Makrophagen umwandeln, die dann als Fresszellen beispielsweise dann die Viren wieder eliminieren wollen.

00:02:02: Ursula Weidenfeld: Genau, also Makrophagen sind Fresszellen, die die Krankheit nach Möglichkeit in Schach halten beziehungsweise besiegen. Wann und wie schnell Deutschland wieder normal werden kann, das werden kann, was es vor der Corona-Pandemie war, hängt ja auch davon ab, wie schnell es zuverlässige und verfügbare und vor allem bezahlbare Massentests gibt. Da geht es darum: Wer ist infiziert? Wer hat es schon hinter sich, hat also Antikörper im Blut? Und wer ist gegen diese Krankheit möglicherweise immun? Wo stehen wir denn da?

00:02:30: Jürgen Popp: Das ist natürlich eine ganz spannende Frage, die ich natürlich nicht wirklich abschließend beantworten kann. Einmal ist es natürlich ein sehr komplexes Thema. Zum anderen wissen wir die Dunkelziffer an Fällen nicht. Wir wissen auch nicht: Wie viele Patienten hatten asymptomatische Verläufe?

00:02:46: Ursula Weidenfeld: Also, wer war infiziert, ist aber nicht in Erscheinung getreten, weil er keine Symptome hatte?

00:02:52: Jürgen Popp: Genau. Fakt ist natürlich: Je mehr man testet, umso besser kann ich die Lage bewerten. Was wir brauchen, sind schnelle und zuverlässige Testverfahren, um die Kranken von den gesunden zu unterscheiden. Wir brauchen natürlich Schnelltests, um die Menschen zu identifizieren eben, die bereits die Krankheit durchlaufen haben, das heißt also, die immun sind. Und was sind die Anforderungen an solche Tests? Zum einen, da muss man ganz klar sagen: Die sind extrem hoch, weil die müssen eigentlich sehr vieles gleichzeitig können, um als Massentests eingesetzt zu werden. Die müssen auf der einen Seite günstig sein, in der Handhabung sehr einfach, weil ansonsten kann ich sie nicht vor Ort einsetzen und ich kann sie nicht auch häufig einsetzen, also sprich mit einer hohen Frequenz. Weil es reicht am Ende nicht aus, einen möglichen Infizierten einmal zu testen, sondern der muss ja eigentlich kontinuierlich getestet werden. Diese Tests müssen natürlich dann auch entsprechend sensitiv und spezifisch sein. Das heißt also ganz klar: Ich muss gesund von krank bzw. die Immunen auch zuverlässig erkennen. Und dann kommt die größte Herausforderung: Covid ist natürlich eine Pandemie, die weltweit ein Problem für alle Menschen auf dieser Erde darstellt. Das heißt, die müssen kostengünstig sein, damit wir sie weltweit einsetzen können.

00:04:02: Ursula Weidenfeld: Und jetzt stellen wir uns mal vor: Wir wollen einen Test für 8,5 Milliarden Menschen entwickeln, der schnell, bezahlbar, verfügbar und einfach zu handhaben ist. Gibt's das schon?

00:04:13: Jürgen Popp: Solche Tests in dieser Form gibt's eben noch nicht. Und daran arbeiten natürlich viele Forscher, um im Endeffekt zumindest dieser Vision nachgehen zu können und diese umzusetzen. Was aber die große Herausforderung ist, und es ist völlig egal, ob ich jetzt die DNA-basierten oder Antikörper-basierten oder die photonischen Nachweisverfahren -

00:04:34: Ursula Weidenfeld: Also, DNA sind die sind die Analyseverfahren, die sich um das Erbgut des Virus kümmern. Die photonischen, das sind die Licht-gesteuerten oder optischen Verfahren, mit denen Sie arbeiten. Und Antikörper, das sind die Tests, die nachweisen: Hat das Blut bereits Antikörper gegen Covid-19 gebildet, also ist eine Infektion schon abgeschlossen?

00:04:53: Jürgen Popp: Und wenn man solche Tests entwickelt, dann ist die große Herausforderung, nämlich die, dass sie an einer großen Kohorte von Patienten verifiziert und validiert werden müssen. Diese Verifizierung und Validierung sind natürlich extrem zeitaufwendig, und es ist der Bedarf an sehr gut charakterisierten Proben notwendig. Sie brauchen einen gewissen Grundstandard, und das ist mitunter auch eine der großen Herausforderungen, bei allen Tests, die jetzt auf den Markt kommen, zu zeigen, dass die auch wirklich valide ein vernünftig belastbares Ergebnis liefern.

00:05:23: Ursula Weidenfeld: Und wie zuverlässig sind die, die wir jetzt haben?

00:05:26: Jürgen Popp: Ich gehe mal davon aus, dass sich durchaus herausstellen wird, dass der eine oder andere Test doch nicht so gut ist, wie man sich das erhofft hat. Aber insgesamt stehen wir natürlich vor dem Dilemma: Alle rufen nach Tests. Gleichzeitig möchte man aber natürlich einen hundertprozentigen Test haben. Und der Coronavirus ist natürlich noch nicht so lange hier vorhanden, dass man im Endeffekt das Ganze hier auch wirklich in der Kürze der Zeit auf den Weg bekommen kann. Aber ich bin zuversichtlich, dass es jetzt zeitnah eben auch durch die großen Firmen entsprechende Labortests geben wird, die uns in die Lage versetzen, auch wirklich die Fragen, die wir gerade beantworten müssen in Richtung Immunität, auch vernünftig beantworten zu können. Herausforderung bleibt aber trotz alledem beispielsweise noch der Test, um zu erkennen: Ist ein Patient infiziert oder nicht? Diese Tests können nur in Spezial-Laboren ablaufen, momentan, und sind relativ teuer, das heißt also, die flächendeckend irgendwie in der ganzen Welt einzusetzen, ist und bleibt natürlich eine der großen Herausforderungen.

Ursula Weidenfeld: Sie haben eben das Wort "zeitnah" in den Mund genommen. Das machen ja im Moment viele, wenn sie nicht genau sagen können, in welchem Zeithorizont es Impfungen gibt, neue Medikamente gegen Corona. Was heißt das denn für Tests oder für diese Antikörper-Tests? Wann werden wir welche haben, die massenhaft verfügbar sind, die zuverlässig und schnell sind und preiswert sind?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Dadurch, dass es jetzt natürlich auch die Antikörper-Labortests gibt, wird man sehr schnell die guten von den schlechten Antikörpertests im Endeffekt validieren können. Und damit wird man meines Erachtens, sagen wir mal, in absehbarer Zeit in den nächsten Wochen feststellen, welcher dieser Schnelltests ist valide und kann zur Massentestung eingesetzt werden und welcher Test ist es eben nicht.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Also, wir haben, sind noch im Sortier-Prozess der verschiedenen Antikörper-Schnelltests. Sie haben ja selber an einem mitgearbeitet, der auch schon im Handel ist, wie funktioniert er denn?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Der Test funktioniert relativ einfach, eigentlich wie ein Schwangerschaftstest. Das heißt also, man hat eine Kartusche, gibt lediglich einen Blutstropfen drauf und nach zehn Minuten liegt das Testergebnis vor. Man kann nachweisen, ob beispielsweise eine Person bereits immun ist beziehungsweise ob sie eben nicht immun ist.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Und bei diesem Test kann man auch unterscheiden, ob jemand Antikörper gegen SARS-Covid-19 gebildet hat oder gegen andere Corona-Viren, die ja auch im Umlauf sind und mit denen auch Menschen infiziert sind.

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Also, laut Hersteller geht es schwerpunktmäßig eigentlich um den SARS-Covid-19-Virus, aber es lässt sich wahrscheinlich nicht ganz ausschließen, dass ähnliche Viren auch eine entsprechende Antwort bei dem Test liefern. Dazu müsste man im Endeffekt dann auch den Hersteller noch mal genau fragen, der die entsprechenden Daten hat, die wir leider nicht haben.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Genau, da muss man natürlich dann auch dazusagen, dass Sie ein Teil dieses Tests mitentwickelt haben, aber der Test selber natürlich nicht von Ihnen produziert, verkauft und vertrieben wird. Werden denn solche Verfahren auch bei anderen Krankheiten angewendet?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Solche Verfahren sind natürlich nicht neu. Diese Antikörper-basierten Verfahren werden bei der Viren-Erkennung eingesetzt, beispielsweise bei Ebola oder bei HIV-Infektionen. Oder sie dienen dem direkten Nachweis des Erregers oder Bestandteil des Erregers, beispielsweise von der Malaria. Diese Tests werden in der ganzen Welt milliardenhäufig durchgeführt.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Also, man kennt die, man kennt auch das Verfahren. Und wenn Sie sagen, es wird milliardenhäufig durchgeführt, dann heißt es auch, dass SARS-Covid-19 irgendwann milliardenhaft nachgewiesen werden kann.

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Davon ist auszugehen. Wenn die validen und verifizierten Tests am Markt sind, sollte das kein Thema mehr sein.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Es wird ja ganz oft behauptet, dass Deutschland deshalb so gut dasteht im Vergleich zu anderen Ländern bei der Corona-Pandemie, weil es hier relativ viele Labors gibt, in denen eben auch sehr viel getestet werden kann. Stimmt das so?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Ja, labortechnisch, würd ich sagen, ist Deutschland sehr gut aufgestellt. Wir haben eine sehr gute technologische Ausstattung. Aber wir haben natürlich auch sehr kompetentes Fachpersonal in den Laboren. Und hinzu kommt natürlich, dass wir in Deutschland ein flächendeckendes Gesundheitssystem haben. Das heißt also, die staatlichen Krankenkassen schließen niemanden aus. Das sind erst mal schon mal gute Voraussetzungen. Ich würde sagen, in anderen Ländern ist die Situation durchaus anders, weil die medizinische Infrastruktur schlechter ausgebaut ist oder sich die Menschen schlichtweg eine Krankenversicherung nicht wirklich leisten können und damit auch nicht der Frage nachgehen können: Kann ich denn, wenn ich das irgendwie das Risiko einer Infektion habe, kann ich denn überhaupt daheim bleiben? Das heißt aber, wir müssen im Endeffekt testen. Wenn ich nicht teste, bleibt die Infektion unentdeckt, der Virus breitet sich unkontrolliert aus, und exponentielles Wachstum kann beispielsweise dann stattfinden und das führt zu einer Überlastung der Kliniken. Wenn wir nach Deutschland noch mal gucken, sind die Voraussetzungen gut, aber wir dürfen eins natürlich nicht vernachlässigen: Ohne neue und einfachere Verfahren, werden wir auch irgendwann an die Kapazitätsgrenzen stoßen, wenn tatsächlich beispielsweise flächendeckend getestet werden soll. Und da gibt es noch eine ganz andere Gefahr: Dadurch, dass ja jeder testen möchte, können wir auch ganz schnell Probleme bekommen, dass wir beispielsweise die Reagenzien nicht mehr im vollen Umfang bekommen. Und damit kann natürlich auch hier im Endeffekt das Testen hinten runterfallen.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Das heißt, der limitierende Faktor ist in Deutschland jedenfalls nicht das Gesundheitssystem, sondern eben eher die Frage: Kriegt man die Rohstoffe, um ein solches Laborverfahren dann durchführen zu können? — Kann man denn solche Schnelltests nur für Viren oder Bakterien machen? Oder kann man sie zum Beispiel eben auch für Krankenhauskeime insgesamt machen? Also, braucht man bessere Diagnoseverfahren über die aktuelle Pandemie hinaus, vor allem, wenn man davon ausgeht, dass die nächste ja sozusagen schon unterwegs ist? Es wird ja weitere Infektionen geben, neue Infektionen, die man noch nicht kennt, die von Tieren auf Menschen überspringen.

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Na ja, eine weitere Bedrohung für die Gesundheit der Menschen weltweit ist natürlich die Ausbreitung multiresistenter Keime.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Das sind die berüchtigten Krankenhauskeime, zum Beispiel.

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Beispielsweise. Aber es sind halt einfach Erreger, die im Endeffekt Resistenzen gegen die verfügbaren Antibiotika entwickeln. Das sind aber nicht nur Krankenhauskeime, sondern auch viele Keime werden dadurch resistent, dass eben in der Tierzucht sehr viele Antibiotika verwendet werden, teilweise Reserve-Antibiotika. Dementsprechend können dann diese Resistenzen dann auch auf den Menschen übertragen werden. Infektionskrankheiten sind ja heute schon die häufigste Todesursache.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Ist denn denkbar, dass man irgendwann mal so eine Art Generalschlüssel findet, wo man dann eben einen Test hat, der einem über alles Bescheid sagt, weil eine gemeinsame Eigenschaft von zum Beispiel multiresistenten Keimen sofort meldet und sagt, das ist es?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Es kommt immer darauf an, was wir uns anschauen. Wenn wir beispielsweise Bakterien in der Antibiotikaresistenz identifizieren wollen, dann kann man davon ausgehen, dass insbesondere optische Verfahren dort doch ein universelles Werkzeug werden können. Wenn ich natürlich mir anschaue, dann sind die deutlich kleiner. Da muss ich natürlich noch einmal schauen: Wie kann ich im Endeffekt erst mal diese Viren beispielsweise aus einer Probe heraus isolieren, um sie dann schnell und einfach nachzuweisen? Im Endeffekt wird es viele verschiedene Verfahren geben. Das können molekulare Tests sein, das können aber auch massenspektroskopische Tests sein oder eben die von uns angesprochenen optischen Tests, die dann in der Lage sind, diese verschiedenen Mikroorganismen nachzuweisen.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Wozu braucht man denn eigentlich überhaupt Speziallabore für den Infektionsnachweis? Sie haben eben gesagt, Sie haben ein Verfahren entwickelt, das so ähnlich wirken kann wie ein Schwangerschaftstest, wo man anwendet, drauf guckt und Bescheid weiß. Wozu brauchen wir diese vielen Labors?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Das lässt sich nicht einfach und leider auch nicht pauschal beantworten. Es gibt nämlich zahlreiche Testverfahren, die ohne klinische Spezial-Labore auskommen. Das sind zum Beispiel diese Antikörpertests, die Schnelltests, von denen wir gerade schon gesprochen haben. Bei vielen anderen Fragestellungen, wie zum Beispiel den Nachweis von Infektionserregern wie Viren oder Bakterien oder auch der Bestimmung der Resistenzen von Bakterien ist man nach wie vor auf die klinische Mikrobiologie angewiesen. Dies wird sich in absehbarer Zeit nicht wirklich ändern, und man braucht neben der Infrastruktur natürlich gut ausgebildetes Personal. Warum ist das so? Weil wenn wir nämlich bzw. der Arzt oder die Ärztin, eine fundierte therapeutische Entscheidung treffen möchte, dann braucht sie eine verlässliche Diagnostik und ein klares klinisches Bild. Sie muss Fragen beantworten: Ist der Patient beispielsweise mit einem ansteckenden Virus infiziert? Und wenn er es ist, dann muss man der Frage nachgehen: Muss ich beispielsweise den Patienten isolieren? Liegt dagegen eine Bakterien-Infektion vor, dann muss man die Frage beantworten: Gegen welche Antibiotika ist der Keim gegebenenfalls resistent? Oder man muss der Frage nachgehen: Ist der Patient durch einen oder mehrere Erreger gleichzeitig infiziert? Oder der Frage nachgehen: Haben mehrere Patienten den gleichen Stamm, die gleiche Variante des Erregers, was dann nämlich in Richtung einer Übertragung und wechselseitiger Ansteckung schließen lässt. Dafür benötigen wir die Labore und die entsprechenden Fachleute.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Das hört sich aber so an, als wäre das jetzt eine gute Nachricht für Länder, die diese Labors haben, die also entwickelte Länder sind, die auch ein ausgearbeitetes und ausgefeiltes Gesundheitssystem hat, und die anderen gucken in die Röhre.

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Ja, und deswegen ist ja eigentlich die Vision, dass wir in Richtung innovativer Verfahren arbeiten, forschen, diese entwickeln, umsetzen, die ohne komplizierte Probenaufbereitung auskommen, die keine oder nur eine Kurzkultivierung brauchen. Und da kommt eben gerade den optischen Verfahren eine besondere Rolle zu. Und warum gerade Licht? Weil lichtbasierte Verfahren messen zum einen sehr schnell, empfindlich, berührungslos und können dadurch besser dazu beitragen, im Endeffekt den Erreger zu identifizieren, der einen krank macht. Aber auch Licht trägt dazu bei, zu verstehen, wenn sich der Körper wehrt. Also diese Wirtsantwort wirklich zu verstehen. Und das ist beispielsweise ein Thema, was wir am IPHT mit unseren Partnern ganz intensiv vorantreiben. Wir wollen optische Lösungen für eine bessere Diagnostik und Therapie voranbringen.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Und was können Sie schon? Wo stehen Sie bei der Erforschung und Entwicklung?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Ja, wir sind einmal dabei, einen Test weiter voranzutreiben, wo wir die Antibiotikaresistenz und den entsprechenden Keimnachweis zu führen. Aktuell untersuchen wir die Wirtsantwort. Das Thema ist, wenn wir einen Corona-Patienten beispielsweise haben und uns die weißen Blutzellen anschauen, können wir im Endeffekt an den weißen Blutzellen erkennen: Ja, der hat eine Infektion mit Corona. Und vielleicht kann man sogar eine Aussage darüber treffen, wie die Prognose der Krankheitsentwicklung ist, ist es milder Verlauf oder wird es ein schwerer Verlauf.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Gibt's denn da schon Ergebnisse? Also, kann man denn heute schon sagen, wenn jemand gerade infiziert ist, das ist ein Kandidat, der möglicherweise in zehn Tagen auf der Intensivstation liegt? Bisher sagt man ja immer nur Vorerkrankungen und Alter sind Indikatoren. Gibt es auch in der Diagnose Indikatoren, die Sie schon sehen?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Also nicht jetzt bei Corona, weil wir da gerade am Anfang stehen. Wir sind dabei, die entsprechenden Messungen durchzuführen. Das wäre zu früh hier im Endeffekt schon zu sagen: Das funktioniert oder funktioniert nicht. Was ich aber sagen kann: Wir haben schon eine lange und große Studie in Richtung Sepsis, im Volksmund Blutvergiftung, wo wir im Endeffekt sagen können über unsere optischen Verfahren, durch Auswertung der weißen Blutzellen: Liegt eine Infektion vor? Und wir können auch unterscheiden, ist es eine bakterielle Infektion oder ist es eine virale Infektion oder ist es eine Pilzinfektion? Und wir können beispielsweise auch schon in Richtung Prognose etwas treffen: Wie entwickelt sich diese Sepsis, wie gefährlich wird sie für den Patienten? Und das gibt Hoffnung, dass wir diese Verfahren, was wir jetzt in Richtung der Sepsis vorangetrieben haben im Rahmen eines europäischen Projektes, das wir das jetzt übertragen können auf die Corona-Infektion. Aber wie schon gesagt: Wir sind noch nicht in der Lage, jetzt hier fundierte Aussagen über den Erfolg oder Misserfolg dieses Ansatzes treffen zu können.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Und machen Sie denn im Moment nur Corona, oder machen Sie alles andere, was Sie vorher gemacht haben, auch weiter?

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Also, bei uns läuft es glücklicherweise so, dass wir an allen Themen bisher noch weiterarbeiten können und auch weiterarbeiten.

Ursula Weidenfeld: Ursula Weidenfeld: Ja, wunderbar. Vielen Dank, Herr Popp.

Ursula Weidenfeld: Jürgen Popp: Vielen Dank auch von meiner Seite.

Über diesen Podcast

Der Ausbruch des Coronavirus' hat unser aller Leben schlagartig verändert. In der neuen Staffel vom Podcast "Tonspur Wissen" spricht Moderatorin Ursula Weidenfeld mit einem Top-Wissenschaftler aus dem Netzwerk der Leibniz-Gemeinschaft über die konkreten Veränderungen im Fachbereich und was das für die Zukunft bedeutet.

Weiterhin verfügbar sind 30 Folgen von "Tonspur Wissen" rund um die Auswirkungen des Coronavirus. Es kommen nicht nur Virologen im Podcast zu Wort, sondern auch Psychologen, Historiker, Ökonomen, Politik- und Ernährungswissenschaftler und Experten anderer Fachbereiche. "Tonspur Wissen" ist eine Gemeinschaftsproduktion von t-online.de und der Leibniz-Gemeinschaft.

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von und mit Ursula Weidenfeld & t-online.de

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