Institut für Virologie, Helmut-Ruska-Haus
Institutsgebäude Helmut-Ruska-Haus

Institut für Virologie – Charité Campus Mitte

Auf den folgenden Seiten stellen wir Ihnen das Institut sowie seine Aktivitäten in Forschung, Diagnostik und Lehre vor.

Willkommen am Institut für Virologie auf dem Campus Mitte!

Nach einem Jahr, das von Umzügen und Renovierungsmaßnahmen geprägt war, kehrt langsam wieder Normalität im Team ein. Berlin ist ein außergewöhnlicher Ort für die Wissenschaft, an dem sich eine enorm vielfältige Forschungslandschaft in einer inspirierenden Umgebung voller Kultur und Geschichte herausgebildet hat. Es ist ein gutes Gefühl, die neuen Kontakte zu nutzen und an der Charité willkommen zu sein. Unsere Forschung dreht sich weiterhin um neuaufkommende Viren und die biologischen Umstände, unter denen virale Epidemien entstehen. Die Erkennung von echten oder nur scheinbaren Bedrohungen durch Seuchen erlangt für die Gesellschaft eine zunehmende Bedeutung. In einer Zeit der Mobilität, der Zuspitzung und des gesellschaftlichen Wandels ist die gesamte Bandbreite der Wissenschaft gefragt, um wissensbasierte Einschätzungen zu erhalten und sinnvolle Interventionen zu ermöglichen. An einer der größten Universitätskliniken Europas wollen wir hierzu maßgeblich beitragen.

 

Christian Drosten

Das Institut im Helmut-Ruska-Haus

Institutsgebäude Helmut-Ruska-Haus
Institutsgebäude der Virologie, das Helmut-Ruska-Haus

Das Institut für Virologie vertritt mit seinen Mitarbeitern das Fachgebiet der klinischen, molekularen und allgemeinen Virologie in Forschung und Lehre. Es ist durch eine umfassende virologische Diagnostik in die Krankenversorgung eingebunden.

Das Institutsgebäude auf dem Campus der Charité in Berlin Mitte trägt den Namen "Helmut-Ruska-Haus" in Erinnerung an den Arzt Helmut Ruska (1908-1973), der in den 1930er Jahren an der Charité tätig war. Als erster Forscher machte er Viren mit Hilfe des Elektronenmikroskops sichtbar.

Das Institut führt virologische Diagnostik in Form des Antikörper-, Antigen-, Nukleinsäure- und Virusnachweises durch. Es ist zudem Nationales Konsiliarlaboratorium für Corona- und Hantaviren.

 

 

News

Menschliche Skelette aus der Xiongnu Periode in Omnogobi, Mongolei, aus denen HBV-Genome isoliert werden konnten.
Foto: Alexey A. Kovalev

Mai 2018

Institut für Virologie der Charité ist an der Entdeckung von Hepatitis-B-Virussequenzen in 4500 Jahre alten menschlichen Skeletten beteiligt

Historische Isolate des Hepatitis-B-Virus (HBV), die bis zu 4.500 Jahre alt sind, wurden in alten menschlichen Skeletten in ganz Eurasien entdeckt.

Eine neue Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Department of Zoology, University of Cambridge, identifizierte einen der bislang größten und ältesten Datensätze von uralten HBV-Isolaten, der verbesserte Schätzungen der viralen Substitutionsraten aufzeigt und das Vorhandensein von mittlerweile ausgestorbenen Virenstämmen zeigt. Die wissenschaftliche Bedeutung der Forschungsergebnisse wurde mit der Entdeckung der ersten Fossilien verglichen.

Der heutige Erregerstamm des HBV betrifft weltweit Millionen von Menschen. Im Jahr 2015 waren schätzungsweise 257 Millionen Menschen chronisch mit HBV infiziert und 887.000 starben an den damit verbundenen Komplikationen wie Leberzirrhose und Leberkrebs.

Diese Forschungsarbeit, die von einer Gruppe von Wissenschaftlern am Department of Zoology der University of Cambridge und dem Centre for GeoGenetics an der University of Copenhagen geleitet wurde, umfasste genetische Proben von menschlichen Skeletten aus ganz Europa und Asien von der Bronzezeit bis ins Mittelalter und fand zwölf HBV-positive Skelette unter den Überresten - von denen das älteste 4.500 Jahre alt war.

Aus diesen Daten konnten sie die genetischen Sequenzen des HBV gewinnen, das die Menschen vor Tausenden von Jahren infizierte. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature (Mittwoch, 09. Mai 2018) veröffentlicht und geben neue Einblicke in die Entstehung und Entwicklung des HBV.

Die ältesten Virussequenzen, sind mit wenigen Ausnahmen, weniger als 50 Jahre alt. Die publizierte Studie präsentiert nun einen der größten und ältesten Datensätze von historischen Virussequenzen.

Barbara Mühlemann, eine der Erstautoren der Studie und Doktorandin an der Universität Cambridge sagt: “Dies sind die ältesten exogene Virussequenzen, die bis heute gefunden wurden. Es ist auch das erste Mal, dass hier gezeigt werden konnte, dass es überhaupt möglich ist, Virussequenzen in menschlichen Proben dieses Alters zu finden.”

Dr. Terry Jones, einer der Erstautoren der Studie am Department of Zoology an der University of Cambridge verglich die Resultate mit der Entdeckung der ersten Fossilien: „Zu versuchen, die Evolution von Viren zu studieren ohne Zugang zu historischen Sequenzen, ist vergleichbar mit dem Versuch, die Evolution von Tieren zu studieren ohne den Zugang zu entsprechenden Fossilien. Wenn nur die Tiere in Betracht gezogen würden, die heute lebten, könnten wir nur falsche oder ungenaue Rückschlüsse darüber ziehen, wo sie her kamen und wie sie sich verändert haben, und wir wüssten nichts über Arten, die zwischenzeitlich ausgestorben sind.”

“Das Gleiche gilt für Viren. Die meisten unserer Erkenntnisse über Virusevolution basieren auf Sequenzen die weniger als 50 Jahre alt sind, und wir wissen sehr wenig darüber, wie sich das Virus in der Vergangenheit verändert hat. Wissenschaftler haben über Jahre und Jahrzehnte versucht, die Evolution des HBV zu verstehen. Unsere Forschung zeigt nun, dass einer der Gründe, warum wir das nicht konnten, wahrscheinlich darin liegt, dass die virale Vergangenheit des HBV von viralen Isolaten überschrieben wurde, die in der Gegenwart zirkulieren."

Die Kenntnisse über das Genom der historischen Viren liefern wichtige Ansatzpunkte für zukünftige Studien. Professor Willerslev, der leitende Autor der Arbeit, und Professor in Cambridge und Kopenhagen, erklärt: "Diese Daten, einschließlich eines ausgestorbenen HBV-Genotyps, können uns eine Vorstellung davon geben, wie sich dieses Virus verhalten kann, und uns einen größeren Überblick darüber geben, was in Zukunft biologisch möglich ist." Dies kann uns helfen, diagnostische Tests, Medikamente und Impfungen aktuell zu halten.

Obwohl HBV ein globales Gesundheitsproblem ist, ist wenig über seine Entstehung und Evolution bekannt. Wie bei vielen Viren ist dies größtenteils auf einen Mangel an historischen Genom-Spuren zurückzuführen, die schwer zu finden und zu identifizieren waren.

Ein besseres Verständnis über dieses tückische Virus scheint nun in greifbarer Nähe. Allein der Nachweis, dass das Virus vor mindestens 4,500 Jahren beim Menschen vorhanden war, ist ein wichtiger Fortschritt.

Die Studie zeigt auch die Existenz von uralten HBV-Genotypen an historischen Orten, die mit der heutigen Verbreitung unvereinbar sind, was im Widerspruch zu den zuvor suggerierten geographischen Ursprüngen des Virus steht.

Der Forschungsansatz der Studie, genannt „Shotgun sequencing“, ermöglicht es, alles genetische Material in einer Probe zu sequenzieren, anstatt nur das menschliche Genom. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass Sequenzen von Bakterien, wie die des bakteriellen Erregers der Pest, in historischen Proben gefunden werden können. Basierend auf diesen Erkenntnissen hat Professor Willerslev mit Jones und Mühlemann Kontakt aufgenommen, die sich auf die Identifizierung von Virusgenomen in großen Sequenzdatenbanken und der Evolution von Viren im Allgemeinen spezialisiert haben. In die Interpretation der Ergebnisse waren unter anderem die Virologen Christian Drosten von der Charité, Berlin, und Dieter Glebe vom Nationalen Referenzzentrum für Hepatitis B- und D-Viren des Instituts für Medizinische Virologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen mit einbezogen.

Professor Willerslev sagt: “Diese Studie ist erst der Anfang. Es gibt noch viele weitere Viren nach denen wir suchen können.”

Link zur Originalpublikation: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0097-z

 

März 2018

Wie verlässlich ist die Zika-Virus-Diagnostik?  

Brasilien ist weltweit am härtesten vom aktuellen Zika-Virus Ausbruch betroffen. Fast alle Fälle einer Zika-Virus-assoziierten Fehlbildung von Neugeborenen wurden aus diesem Land berichtet. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) an der CharitéUniversitätsmedizin Berlin konnten zeigen, dass die molekularen Nachweisverfahren für das Zika-Virus in Brasilien nicht immer verlässlich sind. Über zwei Drittel aller Labore wiesen falsch-positive oder falsch-negative Ergebnisse auf. 

2016 breitete sich in Brasilien das Zika-Virus aus, Millionen Menschen waren davon betroffen. Besondere Sorge bereitete die Zunahme von Fehlbildungen des Kopfes bei Neugeborenen (Mikrozephalie), deren Zusammenhang mit der Zika-Infektion mittlerweile bestätigt ist. Eine verlässliche Diagnostik der Zika-Virus-Infektion bleibt eine vordringliche Aufgabe, die sich die Wissenschaftler im DZIF auf ihre Fahnen geschrieben haben.

„Aus zwei Gründen brauchen wir eine sichere Labordiagnostik insbesondere in Ausbruchsgebieten wie Brasilien“, erklärt Prof. Dr. Felix Drexler, der an der Charité - Universitätsmedizin Berlin Zika-Forschung betreibt. Zum einen müssten die Patienten sich unbedingt auf die Diagnose verlassen können. Falsche Diagnoseergebnisse können fatale Folgen haben. „Wir wissen beispielsweise, dass die Nachfrage nach illegalen Abtreibungen in Lateinamerika während des Zika-Ausbruchs um fast 100 Prozent angestiegen ist“, so Drexler. Sichere Diagnosen könnten helfen, solche dramatischen Schritte zu verhindern. Zum anderen hängen Vorsorgemaßnahmen des Gesundheitswesens und die weitere Forschung von verlässlichen Risikoschätzungen ab.

Molekulare Nachweisverfahren im Test

Derzeit erfolgt der Nachweis einer akuten Infektion vor allem über eine Bestimmung des viralen Erbguts in Blut und Urin. Alle Tests weisen Virus-RNA
(-Ribonukleinsäuren) mit der sog. Polymerase-Kettenreaktion (PCR) nach, einem gebräuchlichen Verfahren zum Nachweis von Nukleinsäuren. Doch wie empfindlich sind die verwendeten Tests für das Zika-Virus, d.h. weisen sie die Virus-RNA auch bei sehr geringen Viruskonzentrationen nach? Werden Infektionen mit dem Virus immer erkannt? Diese Fragen standen im Mittelpunkt des externen Laborvergleichs, den Drexler und sein Team gemeinsam mit brasilianischen Wissenschaftlern 2017 in 15 Laboren in Brasilien durchgeführt haben. Etwa ein Drittel der Labore konnte perfekte Ergebnisse erzielen, hingegen hatten etwa zwei Drittel der Labore zum Teil fehlerhafte Ergebnisse.

 Das Problem der Verlässlichkeit

Bei einigen der beteiligten Labore, so das Fazit, besteht unbedingt Verbesserungsbedarf, was die Diagnostik betrifft. „Man sollte allerdings dazusagen, dass eine Bewertung der Zika-Diagnostik in europäischen Laboren zu ähnlichen Ergebnissen gekommen ist“, betont Drexler. Mit den Laborleitern aus der Studie sind bereits Wiederholungen geplant, um die Prozesse zu optimieren. Die Wissenschaftler halten außerdem eine Kombination mit serologischen Tests für sinnvoll, mit denen nach dem achten Tag der Infektion die von der infizierten Person gebildeten Antikörper bestimmt werden können. „Es muss eine kontinuierliche Qualitätskontrolle der Zika-Virus-Diagnostik weltweit stattfinden“, betont Drexler.      

Hintergrund

Die Gruppen um Felix Drexler und Christian Drosten, ehemals Universitätsklinikum Bonn, jetzt CharitéUniversitätsmedizin Berlin, konnten bereits neuartige Zika-Virus-Tests und den weltweit verwendeten Standardtest zum Nachweis des MERS-Erregers (MERS für Middle East Respiratory-Syndrom) entwickeln und sind im DZIF vor allem für die Diagnostik neu auftretender Viren bestens gerüstet. Das Projekt zur Zika-Diagnostik in Brasilien wurde vom DZIF im Rahmen eines beschleunigten Bewilligungsverfahrens auf den Weg gebracht, um der Gefahr von neu auftretenden Infektionen gerecht zu werden.

Publikation
Fischer C, Pedroso C, Mendrone A, Jr, Bispo de Filippis AM, Rosário Vallinoto AC, Morais Ribeiro B, et al.
External quality assessment for Zika virus molecular diagnostic testing,
Brazil. Emerg Infect Dis. 2018 May.
https://doi.org/10.3201/eid2405.171747

DOI: 10.3201/eid2405.171747

Kontakt

Prof. Jan Felix Drexler
DZIF-Schwerpunkt “Neu auftretende Infektionskrankheiten”
CharitéUniversitätsmedizin Berlin
T +49 30 450 525461
E-Mail: felix.drexler(at)charite.de

Prof. Christian Drosten (Co-Koordinator des DZIF-Schwerpunkts "Neu auftretende Infektionskrankheiten)
DZIF-Schwerpunkt “Neu auftretende Infektionskrankheiten”
CharitéUniversitätsmedizin Berlin
T +49 30 450 525091
E-Mail: christian.drosten(at)charite.de

Pressekontakt

Karola Neubert und Janna Schmidt
DZIF-Pressestelle
T +49 531 6181 1170/1154
E-Mail: presse(at)dzif.de

Weitere Pressemitteilungen zum Thema Zika-Viren-Diagnostik

Pressemitteilung vom 1. März 2018 (volle Länge)

Pressemitteilung vom 1. Juli 2016

Pressemitteilung vom 12. Mai 2016

DZIF-Pressemitteilungen zum Thema MERS-Coronavirus

Pressemitteilung vom 9. April 2015

Pressemitteilung vom 14. Juli 2015