Karten Weisen Den Weg Zur Bekämpfung Des Grippevirus
Karten Weisen Den Weg Zur Bekämpfung Des Grippevirus

Video: Karten Weisen Den Weg Zur Bekämpfung Des Grippevirus

Video: Aufbau von Grippeviren 2022, Dezember
Anonim

Ein internationales Forscherteam hat eine Software entwickelt, die die Wechselwirkungen zwischen dem Immunsystem und den Grippestämmen veranschaulicht, die versuchen, ihre Abwehrkräfte zu durchbrechen - auf globaler Ebene.

So wie eine Straßenkarte den Fahrern hilft, ansonsten kryptische Richtungen zu verstehen, hat ein Team von Wissenschaftlern eine Software entwickelt, mit der sie die Zusammenstöße zwischen Immunsystem und Keimen abbilden können, beginnend mit dem Influenzavirus. Diese Integration und Illustration von Daten, die aus Labors auf der ganzen Welt stammen, ist laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ein wichtiger Schritt zum Verständnis und zur Bekämpfung eines Virus, bei dem jährlich weltweit mehr als 250.000 Menschen ums Leben kommen.

Die Rohdaten für diese Antigenkarten stammen aus dem globalen Influenza-Überwachungsnetzwerk der WHO von mehr als 100 Labors in 80 Ländern, die jährlich etwa 5.000 Influenza-Stämme testen. Die Forscher geben diese Daten auf einer Website ein, die durch Datenverschlüsselung und Passwörter geschützt ist. Dort stehen sie vier internationalen WHO-Kooperationszentren in den USA, Australien, Japan und Großbritannien zur Verfügung, die die Stämme gegen verschiedene Antikörper analysieren, bei denen es sich um gebildete Proteinmoleküle handelt durch das Immunsystem, um Bakterien, Viren und andere Eindringlinge zu identifizieren und zu neutralisieren.

Grippeimpfstoffe wirken, indem sie den Körper mit inaktiven Stämmen eines neueren Grippevirus bekannt machen. Bevor Wissenschaftler entscheiden können, welche Grippestämme in einem Impfstoff verwendet werden sollen, müssen sie zunächst bestimmen, wie das körpereigene Immunsystem auf die verschiedenen Grippestämme reagiert, auf die es trifft. Dieser Unterschied zwischen Viren - wie unser Immunsystem sie interpretiert - ist als "antigener Unterschied" bekannt, sagt Derek Smith, Professor für Informatik über Infektionskrankheiten am Zoologischen Institut der Universität Cambridge, der in Zusammenarbeit mit Alan Lapedes die Software für die Kartierung von Antigenen geschrieben hat, Computerbiologe am Los Alamos National Laboratory in New Mexico, und Ron Fouchier, Virologe am Erasmus Medical Center in Rotterdam, Niederlande. "Sie nehmen Antikörper, die für verschiedene Grippestämme erzeugt wurden, und sehen, wie gut sie an verschiedene Influenzastämme binden", fügt er hinzu, "und Sie erhalten eine Tabelle mit diesen Messungen."

Zahlen, die diese Antigenunterschiede darstellen, werden seit Jahrzehnten in Tabellen dargestellt, damit die Forscher die Ergebnisse vergleichen können. Aber Smith sagt, dass es "Fachwissen erfordert, um diese Tabellen lesen zu können".

Neben Lapedes und Fouchier schreibt Smith die Entstehung der antigenen Kartographie der Arbeit von Jan de Jong zu, einem Forscher in der Erasmus-Abteilung für Virologie, der Daten über Grippestämme aus dem Jahr 1968 sammelte. Albert Osterhaus, ein Erasmus-Professor für Virologie, der die frühen Arbeiten am Kartierungsprojekt finanzierte und förderte; und Nancy Cox, Direktorin der Influenza-Abteilung der US-amerikanischen Zentren für Krankheitskontrolle.

Smith und seine Kollegen haben ihre antigene Kartographietechnik erstmals in einem wissenschaftlichen Artikel aus dem Jahr 2004 beschrieben. Seitdem haben sie mit ihrer Software eine Antigenkarte erstellt, die 13.000 menschliche Grippestämme dokumentiert, die in den letzten fünf Jahren isoliert wurden. Wenn diese Ergebnisse auf einer digitalen Antigenkarte aufgezeichnet werden, können die Forscher detailliert sehen, wie das körpereigene Immunsystem auf verschiedene Mutationen des Virus reagiert. "Kartographie erhöht die Auflösung, mit der diese [Unterschiede] beurteilt werden können", sagt Smith, der als Fellow am Santa Fe Institute an der Universität von New Mexico in Albuquerque in Informatik promovierte.

Die Influenza-Karten sind nur der Anfang dessen, was die Angehörigen der Gesundheitsberufe von einer Reihe nützlicher visueller Hilfsmittel erhoffen. "Durch die Anwendung einer innovativen Strategie zur Kartierung der Unterschiede bei saisonalen Influenzastämmen weltweit haben Smith und seine Kollegen wichtige Einblicke in die Ausbreitungsmuster von Influenzaviren gewährt, die die Überwachung und Auswahl von Impfstämmen erheblich verbessern könnten", so Elias Zerhouni, Direktor der US National Institutes of Health, das das Kartierungsprojekt über sein Pioneer Award-Programm finanziert, heißt es in einer Erklärung.

Forscher arbeiten bereits an Antigenkarten von Malaria und Tollwut, und es gibt Pläne für HIV- und Dengue-Karten. "Wir haben eine antigene Kartographie erstellt, weil die Grippe unsere Hauptliebe war", sagt Smith, "aber sie musste auf andere Krankheitserreger angewendet werden." Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, planen die Forscher, in den nächsten sechs bis neun Monaten eine "Open-Source" -Version ihrer Software im Internet zu veröffentlichen, die Computerprogrammierer und Forscher für ihre eigenen Projekte verwenden und ändern können. Das Preisschild? Laut Smith, der die Hoffnung feststellt, dass sie ihre Erkenntnisse und Modifikationen mit den anderen Benutzern der Software teilen.

Anstatt ihren Smith zu schicken, sagt er: "Es geht darum, eine antigene Kartographie [die auf den Desktops der Leute sitzt] zu machen, damit sie sie verwenden, ohne zu wissen, wer sie geschrieben hat."

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