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Molekulare Evolution und Epidemiologie der Hantaviren

Hantaviren spielen als Erreger von Zoonosen in Deutschland und weltweit eine wichtige medizinische Rolle. Sie werden von kleinen Säugetieren auf den Menschen übertragen und verursachen teils schwere Erkrankungen, die in Schock, Nieren- oder Lungenversagen mit einer Sterblichkeitsrate der Erkrankten von bis zu 50 Prozent (bei Infektionen durch bestimmte südamerikanische Hantaviren) münden können. In Deutschland gehören Hantaviruserkrankungen in sogenannten „Ausbruchsjahren“ (wie zuletzt 2010, 2012 und 2017) zu den häufigsten meldepflichtigen Viruserkrankungen.

 

Die Forschungsprojekte der Gruppe werden seit Jahren kontinuierlich von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Normalverfahren und koordinierten Programmen gefördert, außerdem von der Europäischen Union und verschiedenen Bundesministerien.

Mitarbeiter

  • Dr. Sabrina Weiß (AG-Leiterin)
  • Dr. Boris Klempa
  • Dr. Sophie Köndgen
  • Brita Auste
  • Nadine Krüger
  • Beate Tenner

Projekte

Detaillierte Projektbeschreibungen finden Sie in den Jahresberichten des Instituts.

Molekulare Evolution und Epidemiologie der Hantaviren

Diese Arbeiten befassen sich mit der molekularen Evolution und Epidemiologie der beiden in Deutschland vorkommenden Hantaviren: des Puumalavirus, das vor allem im Westen und Süden des Landes zu Erkrankungen führt und auch für die großen Krankheitsausbrüche im Abstand von mehreren Jahren verantwortlich ist, und des Dobrava-Belgrad-Virus, das wir in Nord- und Ostdeutschland als neuen Krankheitserreger identifiziert haben. Entwicklungen zur molekularen Virusdiagnostik werden gemeinsam mit dem am Institut angesiedelten Nationalen Konsiliarlaboratorium für Hantaviren (Leitung: Prof. Dr. Jörg Hofmann) vorangetrieben. Von besonderem Interesse ist, wie Hantaviren Speziesbarrieren zwischen Reservoirwirt und Mensch, sowie zwischen verschiedenen Reservoirwirten überwinden, sowie welche Pathogenitätsdeterminanten der verschiedenen Virusstämme die Virulenz im Menschen beeinflussen.

Solche Untersuchungen erstrecken sich auch auf Russland, das ein bedeutsames Epidemiegebiet für Hantaviruserkrankungen ist, und wo wir in dem Sochi-Virus einen neuen hochpathogenen Erreger aufgefunden und charakterisiert haben.

Kooperationspartner

  • Friedrich-Loeffler-Institut, Greifswald
  • Tschumakow-Institut für Virusenzephalitiden, Moskau
  • Institut für Virologie der Slowakischen Akademie der Wissenschaften, Bratislava
  • Robert Koch-Institut, Berlin

Hantaviren in Afrika

Nachdem wir nachweisen konnten, dass Hantaviren auch in Afrika vorkommen, beschäftigen wir uns nun mit der Aufklärung der tierischen Reservoire, der Infektiosität für den Menschen und der klinischen Bedeutung dieser Viren. Wir konnten zeigen, dass Hantaviren nicht nur von Nagetieren beherbergt werden, sondern auch von terrestrischen Insektenfressern und Fledermäusen. Die klinische Relevanz der Hantaviren, die mit diesen "nicht-klassischen" Wirten assoziiert sind, ist bisher noch völlig unbekannt. Die Untersuchung von Pathogenitätsmarkern der Viren in in vitro-Systemen komplettiert unsere Feldstudien und klinischen Untersuchungen.

Kooperationspartner

  • Robert Koch-Institut, Berlin
  • Gruppen des DFG-Konsortiums "Hantaviren in Afrika" in Südafrika, Elfenbeinküste, Guinea, Tansania, DR Kongo

HantaHunt (im Rahmen von Infect-ERA)

Dieses Projekt wird von Gruppen aus Deutschland, Frankreich und Israel im Verbund bearbeitet. Es hat einen starken biophysikalischen Bezug und soll dazu dienen, einen Einblick in die funktionelle Rolle der Hüllproteine der Hantaviren zu erlangen. Gemeinsam mit den Partnern des Verbundes sollen strukturelle und funktionelle Analysen dieser Glykoproteine, deren Rolle beim Viruseintritt in die Zelle, der intrazellulären Virusbildung, sowie bei der Erkennung durch das Immunsystem klären. Ziel ist die Entwicklung neuer Ansätze zur Therapie von Hantavirus-Infektionen.

Kooperationspartner

  • Lehrstuhl Biophysik, Humboldt-Universität, Berlin
  • Institut Pasteur, Paris
  • Weizmann Institut, Rehovot

RoBoPub (Im Rahmen des Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionskrankheiten)

Ziel der Arbeit des Forschungsverbunds Nagetierübertragene Krankheitserreger und öffentliche Gesundheit (Rodent Borne Pathogens and Public Health – RoBoPub) ist die Entwicklung von Risikobewertungen, Gefahrenkarten, Frühwarnmodulen und Gesundheitsempfehlungen für zwei wichtige Nagetier-übertragene Pathogene, Hantaviren und Leptospiren. Beide Erreger können beim Menschen zu Krankheiten mit ähnlichen, unspezifischen, grippe-ähnlichen Symptomen führen.

Unser Fokus liegt hierbei auf dem Puumalavirus, welches in Deutschland regelmäßig zu Ausbrüchen führt. Neben Untersuchungen zur Umweltstabilität des Virus wollen wir anhand aktueller serologischer Untersuchungen von Risikogruppen aus Endemiegebieten ein besseres Verständnis der Epidemiologie des Erregers erreichen. Anhand von in silico und in vitro Untersuchungen wollen wir die unterschiedliche Permissivität verschiedener genetischer Rötelmauslinien untersuchen.

Kooperationspartner

  • Friedrich-Loeffler-Institut (FLI)
  • Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)
  • Julius Kühn-Institut (JKI)
  • Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES)
  • Universität Leipzig (UL)
  • sine-Institut gGmbH (SINE)
  • Niedersächsisches Landesgesundheitsamt (NLGA)

Fünf ausgewählte Publikationen

Witkowski PT, Perley CC, Brocato RL, Hooper JW, Jürgensen C, Schulzke JD, Kruger DH, Bücker R. Gastrointestinal tract as entry route for hantavirus infection. Front Microbiol. 2017;8:1721.

 

Heinemann P, Tia M, Alabi A, Anon JC, Auste B, Essbauer S, Gnionsahe A, Kigninlman H, Klempa B, Kraef C, Kruger N, Leendertz FH, Ndhatz-Sanogo M, Schaumburg F, Witkowski PT, Akoua-Koffi CG, Kruger DH. Human infections by non-rodent-associated hantaviruses in Africa. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27601619J Infect Dis. 2016;214(10):1507-1511.

 

Kruger DH, Tkachenko EA, Morozov VG, Yunicheva YV, Pilikova OM, Malkin G, Ishmukhametov AA, Heinemann P, Witkowski PT, Klempa B, Dzagurova TK. Life-threatening Sochi virus infections, Russia. Emerg Infect Dis. 2015;21(12):2204-8.

 

Kruger DH, Figueiredo LT, Song JW, Klempa B. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25453325Hantaviruses--globally emerging pathogens. J Clin Virol. 2015;64:128-36.

 

Weiss S, Witkowski PT, Auste B, Nowak K, Weber N, Fahr J, Mombouli JV, Wolfe ND, Drexler JF, Drosten C, Klempa B, Leendertz FH, Kruger DH. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22261176Hantavirus in bat, Sierra Leone.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22261176 Emerg Infect Dis. 2012 Jan;18(1):159-61.