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Im Kampf gegen "Killer "-Viren
Forschung
1.1 Wichtige Daten in der Bekämpfung von Viren:
Immer wieder versuchten Forscher Wege zu finden, um Krankheiten auszulöschen oder ihre Symptome zu mildern. Man forscht nach den Auslösern für diese und fand kleine Zellen, die Bakterien, und noch kleinere, die Viren.
In den 1950-ern wurden die entwickelten Antibiotika weltweit eingeführt. Sie dienten zur Bekämpfung bakterieller Erkrankungen. Einige Jahre später fand man auch Mittel gegen virale Infektionen.
1968 erhielten die Behringwerke, ein Forschungszentrum in Marburg, grüne Meerkatzen zur Untersuchung. Sie entdeckten die Filo-Viren, die die Auslöser für die Symptome, wie hohes Fieber und Blutungen, sein mussten. Der Virus wurde nach seinem Entdeckungsort Marburg- Virus genannt.
Seit dem Jahre 1977 ist der Pocken-Virus, durch die Möglichkeit der Impfung, fast überall vernichtet.
Das Jahr 1981 bringt neue Gefahren. AIDS ist im Vormarsch. Der HI-Virus breitet sich aus. Vor allem Afrika ist damals wie heute stark betroffen.
Mitte der 1980-er die nächste Krise. Der BSE-Virus ( Bovine Spongiformen Enzephalopathie) wird entdeckt.
Aufgrund der Fortschritte in Forschung und Technik könnte es möglich sein, Hepatitis B, Polio, Masern, Mumps und Röteln durch eine Impfung bis zum Jahre 2010 fast komplett auszuschalten.
1.2 Arbeiten im Sicherheitslabor- die Sicherheitsstufen
Virenforschung wird grundsätzlich in Sicherheitslaboren durchgeführt. Hier gelten bestimmte Sicherheitsstufen und Regeln.
Laborsicherheitsstufe 0 - 1:
Hier befindet sich die Garderobe. Alles was die Haut berührt muss abgelegt werden. Auch Schmuck und Kontaktlinsen. Nun wird keimfreie chirurgische Kleidung angelegt. Dazu gehört auch eine Stoffhaube unter die alle Haare gesteckt werden.
Laborsicherheitsstufe 2:
Eine Glastür führt von Sicherheitsstufe 0 - 1 hier hinein. In diesem Raum herrscht ein Unterdruck. Dieser verhindert das Austreten der Viren. Ultraviolettes Licht strahlt den Raum aus. Es zerstört das Erbmaterial der Viren. Auch findet man hier eine Duschwanne mit Shampoo und Seife. Es werden weiße Socken angelegt.
Laborsicherheitsstufe 3:
Dieser Raum nennt sich Vorbereitungsraum. Hände werden mit Puder eingerieben und Gummihandschuhe angezogen. Diese werden, genauso wie die Socken mit Klebeband am Chirurgenanzug befestigt und abgedichtet. Nun wird ein Schutzanzug angelegt(Abb.1). Auch an ihm befinden sich Handschuhe, die durch einen Dichtungsring mit dem Anzug verbunden sind. Ein Luftschlauch wird an den Anzug angeschlossen. Durch diesen erfolg eine Belüftung. Nach dem abnehmen des Schlauchs ist der Anzug aufgebläht und hart.
Laborsicherheitsstufe 4:
Eine Edelstahltür führt in diesen Raum. Auch wird ein Identifizierungscode benötigt, um die Tür zu öffnen. In diesem Raum, der Luftschleuse, befinden sich Desinfektionsdüsen, die mit Wasser und Chemikalien arbeiten. Erst wenn die hintere Tür geschlossen ist kann die Vordere geöffnet werden. Es Folgt der Eintritt in den Gefahrenbereich.
Der Gefahrenbereich:
In diesem Bereich wird mit den Viren gearbeitet. Die Wände sind mit dicker Lackfarbe gestrichen und die Steckdosen mit Kitt abgedichtet, damit Nichts aus dem Raum austreten kann. Bei Eintritt werden Gummistiefel und nochmals ein paar Handschuhe angelegt. Es hängen Luftschläuche von Wand oder Decke, die an den Anzug zur Beatmung angeschlossen werden. Das Abwasser wird in Heiztanks geleitet und durch Kochen sterilisiert. An der Decke befindet sich eine Alarmleuchte für Notfallanzeigen. Bei aufleuchten ist der Gefahrenbereich umgehend zu verlassen.
Viele der genannten Vorkehrung werden erst beim Verlassen des Sicherheitslabors benötigt. Sie gewährleisten, dass keine Viren nach draußen gelangen und somit eine Gefahr für die Bevölkerung bedeuten. Die dicke Schicht an Handschuhen ist nötig, da mit den Händen gearbeitet wird und sie auch mit Skalpellen und Spritzen in Berührung kommen.
1.3 Die Arbeitsweisen
Im Labor sind alle Aufgaben klar zugeordnet und definiert. Durch die Zusammenhänge der Aufträge herrscht stets Teamarbeit. Die Kommunikation ist aufgrund der Schutzanzüge sehr schwierig. Aufgaben sind die Tiere zu versorgen, tote Tiere zu sezieren, um die Todesursache festzustellen, die Erreger nachzuweisen und den Infektionsverlauf zu untersuchen. Auch werden Elektronenmikroskopische Aufnahmen gemacht, die Viren konserviert und gezüchtet, sowie Nachweisreaktionen für Schnelltests entwickelt und eventuelle Antikörper als Impfstoff zu isolieren.
Die Seuche
2.1 Wie breitet sie sich aus / Probleme bei der Bekämpfung
Seuchen können überall in der Welt ausbrechen. Ihre Ausbreitung verläuft meist sehr rasant und ihre Bekämpfung ist schwierig. Dafür gibt es mehrere Gründe:
· Infizierte stecken andere an.
· Vor allem in Entwicklungsländern: Mangel an Desinfektionsmitteln.
· Die Viren können oftmals nicht sofort identifiziert werde und werden deshalb falsch behandelt.
· Krankenhäuser sind meist überfüllt. Die Patienten bleiben zu Hause und infizieren neue Menschen.
· In manchen Ländern gibt es Toten- Rituale die Körperkontakt von Angehörigen und Toten verlangen. Es folgt eine Ansteckung.
· Menschen fliehen in andere Gegenden und verbreiten die Krankheit.
· Für schon bekannte Viren gibt es nicht genügend Impfstoff. Aus finanziellen Gründen vor allem in Entwicklungsländern.
· Zu viele Antibiotika werden gegeben, sodass die Bakterien und Viren resistent werden.
· Die Mobilität und die Reisetätigkeit der Menschen nimmt zu, wodurch Krankheiten weit transportiert werden können.
· Der internationale Handel wächst. Doch nicht nur Waren werden importiert, sondern auch Krankheiten.
· Durch die Ansiedlung in Großstädten steigt die Population der Ratten, die gefährliche Viren übertragen können.
· Ein neuer Lebensstil fördert Sextourismus. Viele Krankheiten werden hierdurch übertragen.
2.2 Center for Disease Control and Prevention
Das "Center for Disease Control and Prevention" (kurz: CDC) ist eine leitende staatliche Behörde der Vereinigten Staaten mit Sitz in Atlanta, Georgia. Es ist zu vergleichen mit dem deutschen Bundesgesundheitsamt. Gegründet am 1. Julia 1946, war es seine Aufgabe Malaria zu bekämpfen. Heute setzt es sich in vielen Bereichen ein, um den Menschen ein gesundes Leben zu ermöglichen. Es ist dem amerikanischen Gesundheitsministerium (Department of Health and Human Services) unterstellt. Eines seiner Aufgaben ist es Viren zu erforschen und Impfstoffe zu finden. Bricht eine bisher unbekannte Krankheit aus, so wird eine Blutprobe eines Infizierten zu dieser Institution gesendet und weiter untersucht. Weitere Informationen über laufende Projekte und erreichte Ziele Findet man auf der Homepage: www.cdc.gov.
Viren
3.1 Aufbau der Viren
Der Aufbau der Viren ist sehr einfach. Es liegt ein Stück genetisches Material vor, welches von Proteinen umgeben ist und eventuell noch einer Schutzmembran. Die Schutzmembran wird von einer Zelle mitgenommen, in der bereits eine Teilung stattfand.
Die Form der Viren ist unterschiedlich. Es gibt helikale Viren, ikosaedrische Viren, sowie Komplexe Viren, die man aufgrund ihrer Form so nennt. (Abb.2.1; Abb:2.2)
Das genetische Material der Viren kann in mehreren Arten vorliegen. Es gibt Viren mit doppelstrang DNA (dsDNA), einzelstrang DNA (ssDNA), und Viren mit doppelstrang RNA (dsRNA) und einzelstrang RNA (ssRNA) (Abb.3).
3.2 Vermehrung der Viren/ Infektionstechnik
Viren können sich aufgrund ihres Aufbaus nicht selbständig vermehren. Sie benötigen eine Wirtszelle. Diese kann von einem Tier, einer Pflanze oder einem Menschen stammen.
Im Allgemeinen gibt es keine einheitliche Vorgehensweise für alle Zellen. Im groben verläuft sie jedoch wie folgt:
Adsorption: Die Viren besitzen an ihrer Oberfläche spezifische Proteine. Diese erkennen einen spezifischen Rezeptor an der Membran der Wirtszelle. Auf diese Weise heften sie sich an die Membran der Zelle.
Penetration: Die Penetration bezeichnet das Eindringen in die Zelle. Hierfür bestehen verschiedene Möglichkeiten (siehe Abb.4).
Intrazellulärer Transport und Freisetzen des Virusgenoms: die meisten RNA- Viren vermehren sich im Zytoplasma. Andere müssen durch fadenartige Vorrichtungen des Zellskeletts zum Zellkern transportiert werden. An ihrem Bestimmungsort angelangt, wird das Virusgenom freigesetzt.
Expression der frühen Virusgene: Hier wird die Information des Viruserbguts abgelesen und auf das der Zelle übertragen.
Replikation des Virusgenoms: Die Replikation läuft bei Vielen verschieden ab. Im Allgemeinen bedeute sie jedoch die Verdopplung der Stänge von RNA und DNA.
Expression der späten Virusgene und Zusammensetzung: Die Virusgene verlassen nun den Zellkern und setzen sich wieder mit Hüllproteinen zusammen.
Infiziert ist diese Zelle ab dem Eindringen des Virus. Je nach Art des Virus stirbt die Zelle nach verlassen des Virus ab, oder richtet sich gegen körpereigene Zellen.
Die Bakteriophagen, die nur Bakterien angreifen. Dringen nicht komplett in die Wirtszelle ein, sondern injizieren ihr lediglich die Nukleinsäure (Abb.5).
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