Gesundheit

Viren gelten als wichtige Werkzeuge zur Entwicklung neuer Therapeutika
gegen Krebs- und Erbkrankheiten. Das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für
Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB erhält rund 25 Millionen Euro
aus Landesmitteln, um in den nächsten fünf Jahren eine Außenstelle »Virus-
basierte Therapien« in Biberach aufzubauen. Dort will IGB-Virusforscherin
Susanne Bailer mit ihrem Team neue Technologien zur Herstellung und
Testung viraler Therapeutika entwickeln. Am 12. Oktober 2023 nahm das
Fraunhofer IGB den Zuwendungsbescheid des baden-württembergischen
Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus entgegen.

Virale Therapeutika gelten als Hoffnungsträger für die Medizin, um bisher
nicht behandelbare Krankheiten, etwa Erbkrankheiten oder Krebs, zu lindern
oder gar zu heilen. Viren bestehen aus Erbgut, das in einer Hülle aus
Proteinen und Lipiden verpackt ist. Mithilfe biotechnologischer Methoden
können sie zu neuen Therapeutika umgebaut werden.

»Die Fähigkeit von Viren, Zellen spezifisch zu erkennen, in sie
einzudringen und ihr Erbgut stabil zu verankern, prädestiniert sie als
Werkzeug, um zielgerichtet genetische Information zu übertragen«, weiß
Professorin Dr. Susanne Bailer, die am Fraunhofer-Institut für
Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB das Innovationsfeld »Virus-
basierte Technologien« und zukünftig auch die neue Außenstelle leitet.
Anders als die Vielzahl herkömmlicher Medikamente sind therapeutische
Viren äußerst komplexe kleinste Partikel, die biotechnologisch in lebenden
Zellen hergestellt werden. Um sie in die klinische Anwendung beim
Patienten bringen zu können, müssen zunächst geeignete Virus-Plattformen
aufgebaut und neue Verfahren für die präklinische Prüfung und ihre
Herstellung im größeren Maßstab entwickelt werden.

Genau das ist Ziel der jüngst bewilligten Außenstelle »Virus-basierte
Therapien VBT« des Fraunhofer IGB, das mit Landesmitteln am Standort
Biberach in der Region Oberschwaben / Biberach / Ulm aufgebaut werden soll
und nun startet. Am 12. Oktober 2023 erhielt das Fraunhofer IGB den
Zuwendungsbescheid des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus
Baden-Württemberg über rund 25 Millionen Euro für einen Zeitraum von fünf
Jahren.

Bei der Übergabe des Förderbescheids hob Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut,
Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus, die hohe Bedeutung der
Förderung für den Pharmastandort Baden-Württemberg und die Kompetenz des
Fraunhofer IGB in diesem Forschungsfeld hervor: »Viele große und namhafte
Pharmaunternehmen investieren derzeit massiv auf dem Feld der
therapeutischen Viren. Durch die Stärkung der wirtschaftsnahen Forschung
auf diesem Gebiet besteht die Chance, Forschung und Produktion in diesem
zukunftsträchtigen Bereich in Baden-Württemberg anzusiedeln. Mit seiner
Expertise in der Virenforschung ist das Fraunhofer IGB der ideale Partner,
um die Unternehmen bei der Weiterentwicklung viraler Therapien zu
unterstützen. Davon werden nicht nur die Unternehmen und die Pharmaregion
zwischen Ulm und Bodensee profitieren, sondern der gesamte Pharmastandort
Baden-Württemberg.«

»Mit dieser Förderung können wir ein kompetentes Team aus Wissenschaftlern
und Technikern aufstellen und Investitionen zur gerätetechnischen
Erstausstattung finanzieren«, erläutert Dr. Markus Wolperdinger,
Institutsleiter am Fraunhofer IGB. Bereits am 20. Juni 2023 hatte der
Ministerrat in Stuttgart den Beschluss zum Aufbau der Außenstelle
verabschiedet. Am 6. Juli stimmte der Finanzausschuss des Landtags Baden-
Württemberg dem Kabinettsbeschluss zu.

Grundlagenforschung, industrielle Anwendung und Translation in die Klinik
verzahnen

»Die Außenstelle Virus-basierte Therapien soll innerhalb der kommenden
Jahre die Grundlagen schaffen, um die neuen Technologien der viralen
Therapeutika im Schulterschluss von Forschung und industrieller Anwendung
bis zum Patienten voranzubringen«, so Professor Dr. Steffen Rupp,
Koordinator des Geschäftsfelds Gesundheit am Fraunhofer IGB.

Standort der neuen Außenstelle wird die Region um das BioPharma Cluster
South Germany, das von Ulm über Laupheim, Biberach und Ravensburg bis zum
Bodensee reicht. Weltweit führende Pharma-Unternehmen sind hier ebenso
zuhause wie die Universität Ulm und die Hochschule Biberach.

»Aktuell gibt es erste Aktivitäten in Biberach, im nächsten Schritt suchen
wir nun nach geeigneten Laborräumen«, verrät Bailer, die die neue
Außenstelle leitet. Zusammen mit akademischen und industriellen Akteuren
des BioPharma Cluster South Germany werden gerade erste konkrete Projekte
identifiziert. Damit sollen die Aktivitäten zu viralen Therapeutika
strategisch vorangetrieben und die VBT-Außenstelle in der Region von
Anfang an unterstützt werden.

Bailer, die seit mehr als 20 Jahren an Herpesviren forscht, baute am
Fraunhofer IGB ein neues Feld der Fraunhofer-weiten Gesundheitsforschung
auf. »Gemeinsam ist es uns gelungen, eine Fraunhofer-eigene patentierte
Virustechnologie-Plattform zu etablieren, mit der wir Herpesviren für
therapeutische Zwecke umprogrammieren können«, so die Forscherin.

Therapeutische Viren gegen Krebs und Erbkrankheiten

Unter Einsatz eben dieser Plattformtechnologie hat das Team bereits ein
onkolytisch – gezielt gegen Krebs – wirkendes Virus hergestellt, das nach
weiteren Entwicklungsschritten zur Therapie des nicht-kleinzelligen
Lungenkarzinoms eingesetzt werden kann. »Wir haben hierfür Herpesviren so
umprogrammiert, dass sie nur die Zellen des Lungentumors entern können«,
erläutert Bailer den Ansatz. Werden die onkolytischen Viren in den Tumor
injiziert, dringen sie in die Krebszellen ein, vermehren sich in ihnen und
zerstören die Krebszellen. Hierbei werden die onkolytischen Viren
freigesetzt, um weitere Tumorzellen zu attackieren. »Dadurch wird im Tumor
eine massive Entzündungsreaktion in Gang gesetzt, sodass ›kalte‹, das
heißt dem Immunsystem bisher unzugängliche Tumore, in ›heiße‹ verwandelt
und so durch das Immunsystem angreifbar werden«, führt die Virus-Expertin
aus.

Bei der Zerstörung der Tumorzelle werden nicht nur die onkolytischen
Viren, sondern auch tumorspezifische Proteine, sogenannte Tumormarker,
freigesetzt. »Das körpereigene Immunsystem, das den Tumor oft nur
ungenügend bekämpfen kann, wird dadurch gezielt darauf getrimmt, diese
Krebszellen zu zerstören«, erklärt Bailer den als Tumorvakzinierung
bekannten Effekt. Doch damit nicht genug. »Diesen Effekt können wir noch
verstärken, indem wir den onkolytischen Viren Immunmodulatoren
einprogrammieren, welche die Immunreaktion zusätzlich unterstützen«, so
Bailer. Derzeit stehen vielversprechende Kombinationstherapien der
onkolytischen Viren mit gut charakterisierten Immunstimulatoren, den
sogenannten Immun-Checkpoint-Inhibitoren, im Fokus.

Dabei ist Krebs ist nicht die einzige Erkrankung, bei der Virotherapien
Chancen eröffnen. Umprogrammierte Viren eignen sich ebenso als
spezifisches Werkzeug für die Gentherapie. Diese ist besonders bei erblich
bedingten Erkrankungen erfolgversprechend, bei denen ein einzelnes Gen
fehlt oder fehlerhaft vorliegt. Durch Einschleusen eines funktionsfähigen
therapeutischen Gens kann der Gendefekt oft korrigiert werden. »Virale
Vektoren können therapeutische Gene stabil in der Zelle verankern und
damit langanhaltende Effekte für den Patienten erzielen«, ist Bailer
überzeugt.

Neue Schlüsseltechnologien für Engineering, Produktion und Testung
therapeutischer Viren

Damit die komplexen Virustherapeutika regulatorische Hürden bei der
Zulassung überwinden und sich auf dem Gesundheitsmarkt auch wirtschaftlich
durchsetzen können, muss noch an zahlreichen wissenschaftlichen Grundlagen
gefeilt und an technologischen Stellschrauben gedreht werden. »Nur mit
neuesten Technologien können wir sichere therapeutische Virusprodukte in
ausreichender Menge und gleichbleibender Qualität in Bezug auf
Funktionalität, Effektivität und Reinheit bereitstellen«, so Bailer.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der neuen
Forschungseinheit haben somit vielfältigen Fragestellungen nachzugehen. So
gilt es, vorhandene Virus-Plattformen zu verbessern oder gegebenenfalls
neu aufzusetzen und im gleichen Zuge passende Analysen zu entwickeln, um
die Virus-Konstrukte in puncto Spezifität, Wirksamkeit, Sicherheit und
Stabilität untersuchen und weiter optimieren zu können. Für die Produktion
schließlich sind neue und spezifische Zelllinien erforderlich, die sich
prozesstechnisch möglichst einfach in üblichen Bioreaktoren kultivieren
lassen, ebenso wie Verfahren zur Überwachung der Virusproduktion in
Echtzeit und eine datengestützte Prozesssteuerung. »Da therapeutische
Viren größer und komplexer sind als herkömmliche Pharmawirkstoffe und sich
je nach eingesetztem Virus mitunter stark voneinander unterscheiden,
müssen wir zudem Trennverfahren für die Aufreinigung der Virusprodukte neu
denken«, verdeutlicht Bailer.

Um die Entwicklung neuer Virustherapeutika bis zur Translation in die
Klinik abdecken zu können, ist somit Teamwork verschiedener Disziplinen
gefragt. »Im BioPharma Cluster South Germany haben wir bereits exzellente
Partner identifiziert, mit denen wir hierzu zusammenarbeiten werden«, so
die Leiterin der neuen Außenstelle.

Wie können innovative KI-Modelle dazu beitragen, Wirkstoffentwicklung,
Diagnoseverfahren und Therapiemethoden entscheidend zu verbessern? Das
erforschen vier interdisziplinäre Projektteams an den Universitäten
Heidelberg, Ilmenau, Kaiserslautern-Landau und Mainz in den kommenden
sechs Jahren. Die KI-Modelle sollen nicht nur bei der Auswertung von Daten
unterstützen, sondern auch Handlungsempfehlungen ableiten. Je fünf
Millionen Euro erhalten die Teams im Rahmen des Programms CZS Durchbrüche
von der Carl-Zeiss-Stiftung.

Künstliche Intelligenz gilt als eine Schlüsseltechnologie – auch im
Gesundheitssektor. Sie kann dazu beitragen, Krankheiten früher zu
erkennen, die Patientenversorgung zu verbessern und die seit Jahren
steigenden Ausgaben im Gesundheitsbereich zu senken.

Um dieses Potential weiter zu erforschen, hat die Carl-Zeiss-Stiftung Ende
2022 eine Ausschreibung zu „KI in der Gesundheit“ veröffentlicht. In einem
zweistufigen Verfahren wurden von einer Fachjury nun vier Projekte zur
Förderung ausgewählt. Die interdisziplinären Teams an den Universitäten
Heidelberg, Ilmenau, Kaiserslautern-Landau und Mainz erhalten über einen
Zeitraum von sechs Jahren insgesamt 20 Millionen Euro.

Die dort erforschten KI-Modelle verbinden Machine Learning-Ansätze mit der
Fähigkeit, daraus abgeleitet Erklärungsketten aufzustellen oder
Vorhersagen über mögliche Verläufe zu treffen. Dadurch soll ein
datenbasiertes Arbeiten im Gesundheitswesen ermöglicht werden. Im ersten
Schritt wird die Verarbeitung von umfangreichen und heterogenen
Datenmengen unterstützt. Im zweiten Schritt können Datenlücken künstlich
geschlossen werden. Im dritten Schritt werden weitgehende Auswertungen
durchgeführt wie z. B. eine individuelle Handlungsempfehlung durch auf
Wahrscheinlichkeit beruhende Vorhersagen.

„Mit unserem Fokus auf die Themen Künstliche Intelligenz und Life Science
Technologies wollen wir Antworten auf die zwei drängenden
gesellschaftlichen Herausforderungen Digitalisierung und Gesundheit geben.
Mit der Ausschreibung verfolgen wir zwei Ziele: Wir wollen erstens mit
Künstlicher Intelligenz Komplexität reduzieren und zweitens zu einer
Verbesserung der Gesundheitsversorgung beitragen,“ sagt Dr. Felix
Streiter, Geschäftsführer der Carl-Zeiss-Stiftung. „In den geförderten
Projekten sollen bestehende Daten nicht nur in ein Format gebracht werden,
das Auswertungen erlaubt. Vielmehr sollen diese Datenmengen intelligent
verknüpft, Lücken gefüllt und so beispielsweise sinnvolle Empfehlungen
erzeugt werden.“

Innovative KI-Modelle ermöglichen präzisere Verarbeitung und Auswertung
großer Datenmengen

Das Projektteam von Prof. Dr. Naim Bajcinca an der Rheinland-Pfälzische
Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) und Dr. Bernhard
Radlwimmer am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg will
mit Hilfe von KI die Behandlung von aggressiven Gehirntumoren, sogenannten
Glioblastomen, verbessern. Ziel ist die Entwicklung eines KI-Modells, das
die molekularen Schlüsselprozesse der Anpassung von Glioblastomen
identifiziert. Darauf aufbauend soll das Verhalten der Krebszellen
kontrolliert, ihre Reaktion auf Medikamente vorhergesagt und
personalisierte Therapien optimiert werden. Die Arbeit des Projektteams
könnte auch neue Wege in der Behandlung anderer tödlicher Krebsarten
eröffnen.

Pollenbedingte Atemwegsallergien betreffen bis zu 30 % der
Weltbevölkerung. Die pollenbedingten Allergien verursachen hohe
Krankheitskosten, führen zu Arbeits- und Schulversäumnissen und
resultieren in frühen Todesfällen. Bedingt durch den Klimawandel werden in
den kommenden Jahren über längere Perioden sogar mehr und aggressivere
Pollen erwartet. Die Vorhersage von Pollenfeldern ist jedoch extrem
schwierig. Das Team um Prof. Dr. Patrick Mäder an der TU Ilmenau will
unter Nutzung und Weiterentwicklung von KI-Methoden eine genauere und
aktuellere Vorhersage der lokalen Pollenbelastung ermöglichen. Dazu werden
unter anderem die Verbreitung allergener Pflanzen sowie deren
Eigenschaften analysiert.

Eine der größten Hürden in der Medikamentenentwicklung stellt eine
frühzeitige Erkennung unerwünschter oder fehlender Wirkung von
Therapeutika dar. An der Johannes Gutenberg-Universität Mainz trainiert
das interdisziplinäre Team von Prof. Dr. Paul Czodrowski eine KI, die bei
der Identifikation der aussichtsreichsten Experimente unterstützen soll.
Die neurosymbolische KI verbindet klassisches Machine Learning und
generative Modelle mit der Fähigkeit Erklärungsketten aufzustellen. So
soll die Anzahl an möglichen Ergebnissen eingeschränkt werden. Trainiert
mit Ergebnissen aus Laborexperimenten soll die KI aktiv lernen und ihr
Wissen einsetzen, damit nur Experimente mit dem größten Erkenntnisgewinn
real durchgeführt werden.

Das Projektteam von Prof. Dr. Sandy Engelhardt erforscht an den Standorten
Heidelberg und Mainz die Behandlung von Herzinsuffizienz mit einer
Kombination aus neuartigen KI-Ansätzen und Robotik. Mit umfassenden
Gesundheitsdaten, von Genomik bis hin zu Biosignalen und Medizinischen
Bilddaten wird eine KI trainiert, die bisher verborgene Zusammenhänge für
die Diagnose erkennen und gezieltere Interventionen ermöglichen soll. Im
Projekt wird das am Beispiel der Bewegungstherapie mit Hilfe von
assistierter Robotik umgesetzt.

In der kalten Jahreszeit verbreiten sich Atemwegsinfektionen wie
Erkältung, Grippe oder COVID-19 besonders leicht. Sorgfältige Hygiene
hilft, sich und andere zu schützen. Zum Internationalen Händewaschtag am
15. Oktober 2023 erinnert die Bundeszentrale für gesundheitliche
Aufklärung (BZgA) an die Bedeutung des Händewaschens und gibt Hygienetipps
zum Schutz der Gesundheit.

Beim Husten und Niesen werden über Speichel und Nasensekret unzählige
Krankheitserreger versprüht, die über die Luft an die Schleimhäute von
Nase, Mund oder Augen anderer Menschen gelangen und eine Erkrankung
hervorrufen können. Auch über die Hände können Krankheitserreger
weitergereicht werden – zum Beispiel durch gemeinsam mit Erkrankten
genutzte Gegenstände oder beim Händeschütteln. Gründliches Händewaschen
mit Seife ist daher eine einfache und wirksame Maßnahme, das Risiko der
weiteren Verbreitung von Krankheitserregern zu senken und sich vor
Ansteckung zu schützen, denn dadurch kann die Anzahl der Keime an den
Händen erheblich verringert werden.

Um sich vor Ansteckung zu schützen, sind neben gründlichem Händewaschen
weitere Hygienemaßnahmen beim Husten und Niesen sowie regelmäßiges Lüften
empfehlenswert:

Hände regelmäßig und gründlich mit Wasser und Seife waschen. Das gilt
insbesondere beim Nachhausekommen, vor dem Essen, nach dem Toilettengang,
nach dem Naseputzen sowie bei Kontakt mit Erkrankten.

Gründliches Händewaschen dauert 20 bis 30 Sekunden.

Mit ungewaschenen Händen nicht an Mund, Nase und Augen fassen.

Beim Niesen und Husten von anderen Personen abwenden und ein Taschentuch
oder die Armbeuge vor Mund und Nase halten.

Innenräume regelmäßig stoßlüften.

Oberflächen und Gegenstände, die häufig berührt werden, regelmäßig
reinigen.

Personen, die einer Risikogruppe angehören, beispielsweise für einen
schweren Krankheitsverlauf von COVID-19, Grippe oder RSV-Infektion,
sollten das Tragen einer Maske in möglichen Ansteckungssituationen in
Betracht ziehen.

Wer an Krankheitszeichen einer akuten Atemwegsinfektion wie Schnupfen,
Husten oder Halsschmerzen leidet, sollte bis zur deutlichen Besserung zu
Hause bleiben. Bei engen Kontakten zu anderen, vor allem zu besonders
gefährdeten Personen, die sich nicht vermeiden lassen, sollten Erkrankte
eine Maske tragen.

Übersicht der BZgA-Informationen zum Thema Händewaschen:

Informationen zu Infektionsschutz, Händehygiene und Atemwegsinfekten
unter:
https://www.infektionsschutz.de
https://www.infektionsschutz.de/haendewaschen
https://www.infektionsschutz.de/infektionskrankheiten/krankheitsbilder/atemwegsinfektionen/

Mediathek, Print- und Onlinematerialien zum Thema Händehygiene:
https://www.infektionsschutz.de/mediathek

Bestellung der kostenlosen BZgA-Materialien unter:
Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung, 50819 Köln
Online-Bestellsystem: https://shop.bzga.de/
Fax: 0221/8992257
E-Mail: bestellung(at)bzga.de

Die DGGG hat in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgemeinschaft für
Geburtshilfe und Pränatalmedizin in der DGGG e.V. (AGG) in der DGPM, der
Deutschen Gesellschaft für Perinatale Medizin e.V. (DGPM) sowie der
Deutschen Gesellschaft für Pränatal- und Geburtsmedizin e.V. (DGPGM) eine
Stellungnahme zur Auffrischungsimpfung gegen COVID-19 veröffentlicht.

Die SARS-CoV-2-Pandemie scheint vorbei, aber aktuell steigt die 7-Tage-
Inzidenz
wieder deutlich und erreichte Ende September 10 Fälle pro 100.000
Einwohner
(tagesaktuell dem Corona-Pandemieradar zu entnehmen; siehe auch
https://coronapandemieradar.de/inzidenz). Es kann vermutet werden, dass
die tatsächliche Inzidenz höher liegt, als dies die erkannten und
gemeldeten Fälle nahelegen. Zudem kann in den Wintermonaten mit steigenden
Infektionszahlen gerechnet werden.

Die zwischenzeitlich im Verlauf der Pandemie durch Impfung und/oder
Infektion
erworbene Immunkompetenz in der Bevölkerung trägt sicherlich dazu bei,
dass das
individuelle Risiko einer Infektion und eines schweren Verlaufs der
Erkrankung auch bei
weniger aggressiver Virusvariante gering ist. Die Beurteilung des Risikos
für schwangere
und stillende Frauen durch die aktuell zirkulierenden Virusvarianten des
SARS-CoV-2
wird durch eine unzureichende Datenlage erschwert.

Für Deutschland kann in Bezug auf schwangere Frauen auf Daten aus dem
CRONOSRegister zurückgegriffen werden, in dem Daten zu mehr als 8.000
Betroffenen bis Mitte 2022 gesammelt wurden. In dem CRONOS-Satellites
Projekt wurden zudem Daten zu mehr als 1.200 in der Schwangerschaft
geimpften Frauen im gleichen Zeitraum erhoben. Diese belegen ein höheres
Risiko für ungünstige Ereignisse und Krankenhaus Behandlung bei Infektion
mit dem Virus in der Schwangerschaft. Der Schutz durch eine Impfung war
nach den Auswertungen des CRONOS-Registers im Einklang mit internationalen
Daten jedoch auch noch bei der weniger aggressiven Virusvariante Omicron
nachweisbar: Geimpfte Frauen haben ein niedrigeres Risiko für eine
stationäre
Aufnahme und Behandlung wegen COVID-19 als ungeimpfte Frauen (1). Auch
wenn die
Omicron-Virusvariante vergleichsweise mildere Krankheitsverläufe
verursacht, sind die
tatsächliche Auswirkung einer Infektion mit aktuell zirkulierenden
Virusvarianten mangels systematischer Analysen nicht sicher einzuschätzen.
Zusätzlich zum bestehenden Sicherheitsprofil des Impfstoffs (2) belegt
eine neue US-amerikanische Auswertung des Center of Disease Control (CDC)
aus dem Zeitraum März 2022 bis Mai 2023, dass Kinder von Frauen, die in
der Schwangerschaft geimpft wurden, bis zum Alter von 6 Monaten nach der
Geburt weniger häufig wegen COVID-19 stationär aufgenommen werden mussten
(3).

Die aktuelle STIKO-Stellungnahme vom Februar 2023 (4) empfiehlt eine
zusätzliche 2. Auffrischimpfung für schwangeren Frauen mit einer
Grunderkrankung und höherem Risiko wie Adipositas oder Diabetes mellitus /
Gestationsdiabetes. Vor dem Hintergrund der bestehenden Sicherheitsdaten
zum mRNA-Impfstoff Comirnaty® (Biontech) und der grundsätzlichen
Empfehlung zu Impfungen in der Schwangerschaft (2) kommt die
Redaktionsgruppe der mitzeichnenden Fachgesellschaften zu dem Ergebnis,
allen schwangeren Frauen sowie insbesondere Frauen mit Planung / Wunsch
einer Schwangerschaft eine Auffrischimpfung mit einem Omicron-adaptierten
angepassten Impfstoff zur Wintersaison zu empfehlen.

Diese Empfehlung steht im Einklang mit anderen internationalen
Fachgesellschaften wie
der SGGG, CDC, SMFM, RCOG (5, 6, 7, 8) und in Analogie zur Influenza- und
Pertussis-Impfung.