Das DZIF fokussiert seine Forschung auf SARS-CoV-2
Informationen zur Forschung im DZIF auf einen Blick
Im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler seit Ausbruch der Pandemie mit Hochdruck an der Eindämmung und Behandlung der neuen Infektionskrankheit COVID-19. Auf dieser Seite bündeln wir wichtige Entwicklungen und Ergebnisse für Sie in den folgenden übergeordneten Themenbereichen:
- Impfstoffentwicklung
Informationen zur vektorbasierten Impfstoffentwicklung im DZIF - Medikamente für den Ernstfall
Über die Entwicklung von antiviralen Medikamenten - Das Virus verstehen lernen
Neue Erkenntnisse über das Virus und dessen Infektionsmechanismen - Klinische Studien
Informationen über laufende Studien sowie über Ergebnisse klinischer Studien - Diagnose: Schnell und sicher testen
Infos rund um die Diagnostik - Links zum Thema
Eine Übersicht aller Nachrichten aus der DZIF-Forschung finden Sie hier.
Impfstoffentwicklung
DZIF-Forschende in München, Marburg, Hamburg und Langen haben Vektorimpfstoffe entwickelt, bei denen die genetische Information für ein Oberflächenprotein des SARS-CoV-2 in einen Vektor eingebaut wird. Zwei Vektoren werden parallel erforscht: ein modifiziertes und damit harmloses Pockenvirus (MVA) und das Masernvirus. Letzteres wird derzeit von der Firma Canvirex weiterentwickelt.
Die klinischen Studien zur Testung des MVA-Virus sind noch nicht vollständig abgeschlossen. Die Zwischenanalysen haben mit 100 Prozent Serokonversion in ungeimpften Proband:innen und gutem immunologischen Ansprechen auch als Booster-Impfstoff vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Dennoch ist der aktuelle Impfstoff nicht an neue Virusvarianten angepasst und da es schon viele etablierte COVID-19-Impfstoffe in der Zulassung gibt, wird das Entwicklungsprogramm für diesen Vektorimpfstoff derzeit nicht weiterverfolgt. Es werden aber vielversprechende andere Anwendungsgebiete für die MVA-Plattform verfolgt, zum Beispiel die Weiterentwicklung eines Impfstoffes gegen das MERS-Virus.
Pressemitteilung zum MVA-Vektorimpfstoff als Auffrischungsimpfung vom 24.11.2021
Pressemitteilung zum MVA-Vektorimpfstoff vom 16.07.2021
Pressemitteilung zum Masernvirus-Vektorimpfstoff vom 01.12.2020
Medikamente für den Ernstfall
Dr. Amelie Wachs (links) und Talia Schneider bei der Auswertung von Plaque Assays, für die Zellkulturplatten mit Coronaviren infiziert wurden.
Neue Hemmstoffe gegen Coronaviren
Bisher ist es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um DZIF-Wissenschaftler Prof. Thomas Schulz und Prof. John Ziebuhr gelungen, aus einer Sammlung von rund 60.000 niedermolekularen Verbindungen 300 Stoffe zu identifizieren, die das humane Coronavirus HCoV-229E hemmen können. Das Forschungsteam konnte zeigen, dass acht dieser Stoffe auch SARS-CoV-2 besonders wirkungsvoll hemmen können. Die weitere Erforschung wird vom DZIF gefördert.
Zur Pressemitteilung vom 05.08.2022
Das DZIF ist zudem an verschiedenen weiteren Wirkstoffentwicklungen beteiligt:
Neue Strategie für COVID-19-Prophylaxe
SARS-CoV-2-Viren besitzen die Fähigkeit, sich zu tarnen, sodass sie bei einer Infektion nicht sofort vom Immunsystem erkannt werden. In einem Mausmodell haben Wissenschaftler:innen um den DZIF-Forschenden Professor Gunther Hartmann vom Universitätsklinikum Bonn gezeigt, dass durch Stimulierung eines speziellen Virus-detektierenden Immunrezeptors (RIG-I) das Immunsystem frühzeitig aktiviert und damit sehr viel schneller auf die Infektion mit dem Virus reagieren konnte.
Ein Medikament gegen COVID-19 in der Entwicklung
Ein Münchener Forschungsteam mit der DZIF-Wissenschaftlerin Ulrike Protzer hat ein Protein entwickelt, das im Zellversuch die Infektion durch das Virus und seine Varianten zuverlässig verhindert. Die Wissenschaftler:innen haben das ACE2-Protein mit einem Teil eines menschlichen Antikörper-Proteins verbunden und damit einen Wirkstoff geschaffen, der das Spike-Protein des Virus blockiert. In Zellkulturversuchen konnten sie damit das Virus komplett neutralisieren und eine Infektion verhindern.
Antikörper gegen SARS-CoV-2
Die DZIF-Forschungsgruppe um Professor Florian Klein isoliert an der Uniklinik Köln Antikörper aus dem Blut von Genesenen, die das SARS-CoV-2-Virus unschädlich machen. Sie könnten als Medikament gegen COVID-19 eingesetzt werden – zur Prävention und zur Therapie.
Nationale Allianz für Pandemie-Therapeutika (NA-PATH)
Zusammen mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) haben wir ein Konzept zum Aufbau einer Nationalen Allianz für Pandemie-Therapeutika (NA-PATH) entwickelt. Wir wollen damit gezielt die Forschung und Entwicklung breit wirksamer Therapeutika ankurbeln, um auf zukünftige Ausbrüche durch virale Erreger mit Pandemiepotential besser vorbereitet zu sein und im Krisenfall schnell wirksame Therapieoptionen bieten zu können. Die Überwindung der aktuellen COVID-19-Pandemie wird durch den Mangel an antiviralen Wirkstoffen erheblich erschwert.
Hemmstoff der Hauptprotease SARS-CoV-2 wird entwickelt
Die Forschungsgruppe von Prof. Rolf Hilgenfeld an der Universität zu Lübeck und im DZIF hat ein Schlüsselenzym der Virusreplikation aufgeklärt und entwickelt nun einen ersten Hemmstoff namens RHCDS-13b zum Medikament weiter.
Zur Pressemitteilung vom 29.04.2020
Forschende setzen auf bereits zugelassene Medikamente
MHH-Professor und DZIF-Wissenschaftler Thomas Pietschmann leitet in Deutschland stattfindende Forschungsarbeiten eines internationalen Konsortiums. Bereits zugelassene Medikamente werden mithilfe der Substanz-Repurposing-Bank „ReFrame“ auf ihre Wirksamkeit gegen COVID-19 geprüft, um zeitnah Behandlungsmöglichkeiten zu schaffen.
Zur Pressemitteilung vom 24.04.2020
Hemmstoff der zellulären Protease TMPRSS2
Infektionsforscher:innen vom Deutschen Primatenzentrum – Leibniz-Institut für Primatenforschung in Göttingen haben zusammen mit DZIF-Wissenschaftler:innen von der Charité – Universitätsmedizin Berlin erkannt, dass das Enzym TMPRSS2 für den Eintritt der Viren in die Zellen verantwortlich ist. Sie testen nun einen Hemmstoff dieses Enzyms, der bereits als Medikament für eine andere Indikation zugelassen ist. Camostat Mesilate wird nun in klinischen Studien getestet.
Zur Pressemitteilung vom 05.03.2020
Das Virus verstehen lernen
Infektion mit Erkältungs-Coronaviren kann breite Kreuzimmunität gegen SARS-CoV-2-Proteine auslösen
Forschende des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf haben kreuzreaktive Immunantworten auf ein anderes Protein als das Spike-Protein von SARS-CoV-2 gefunden. Sie entdeckten eine breite T-Zell-Reaktion auf die RNA-abhängige RNA-Polymerase von SARS-CoV-2 sowohl bei COVID-19-Patient:innen als auch bei Personen, die nie mit SARS-CoV-2 infiziert waren. Die T-Zellen der nicht infizierten Personen stammten wahrscheinlich von früheren Infektionen mit Erkältungs-Coronaviren und reagierten bei den Tests mit der SARS-CoV-2-Polymerase. Diese Ergebnisse könnten die Entwicklung von Impfstoffen und Therapien für Coronaviren und andere Atemwegsviren unterstützen.
Zur Pressemitteilung vom 15.05.2023
Das DZIF erforscht das Virus in zahlreichen Projekten:
Gezielte Computermodellierung zur schnelleren Entwicklung antiviraler Medikamente
Wirksame Medikamente gegen virale Erkrankungen wie COVID-19 werden jetzt und zukünftig dringend benötigt. Der DZIF-Wissenschaftler Andreas Dräger arbeitet mit seinem Team an der Universität Tübingen an einem computerbasierten Verfahren, das die zeitaufwändige Identifizierung und Entwicklung antiviraler Wirkstoffe beschleunigen kann. Mit einer auf beliebige Viren und Wirtszellen übertragbaren neuartigen Analysetechnik konnten die Wissenschaftler:innen ein Modell erstellen und damit weitere Angriffspunkte für SARS-CoV-2 aufspüren.
Fallstudie zur T-Zell-Immunantwort in einer immunsupprimierten Patientin
DZIF-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf haben in einer Fallstudie die T-Zell-Antwort einer an Krebs und zudem an COVID-19 erkrankten Patientin erforscht. Im peripheren Blut der Patientin konnten keine B-Zellen nachgewiesen werden, was anzeigt, dass sie keine Möglichkeit der Bildung von SARS-CoV-2-Antikörpern hatte. Bei der Patientin waren nach der Infektion mit SARS-CoV-2 über fast drei Monate hinweg SARS-CoV-2 Viren nachweisbar. Die Fallstudie gibt Hinweise darauf, wie die Entwicklung einer spezifischen Immunantwort bei Patient:innen durch Therapien für Krebs- oder Autoimmunerkrankungen beeinflusst werden könnte.
Wie kann es zu einem schweren COVID-19-Verlauf kommen?
Eine Infektion mit SARS-CoV-2 geht an einigen Betroffenen fast spurlos vorüber, bei anderen entwickelt sich eine lebensbedrohliche COVID-19-Erkrankung. Ein Forschungsteam hat nun herausgefunden, dass schwere Verläufe neben einer starken Immunaktivierung und Entzündungsreaktionen vor allem durch eine Funktionsstörung des Endothels, also des Gefäßsystems, gekennzeichnet sind: Wird diese Barriere zwischen Blutstrom und Gewebe geschädigt, verschlechtert sich der Zustand der Erkrankten.
Geimpft oder genesen: Drei Kontakte mit dem Spike-Protein führen zu gutem Immunschutz
Eine neue Studie aus München zeigt, dass das Immunsystem nach insgesamt drei Kontakten zum viralen Spike-Protein von SARS-CoV-2 eine qualitativ hochwertige Antikörper-Antwort entwickelt. Diese Antikörper können auch die Omikron-Variante effizient neutralisieren. Eine Durchbruchsinfektion mit SARS-CoV-2 nach zwei Impfungen erzielt dabei den gleichen Schutzeffekt wie eine dritte Impfung. Für die Studie verfolgten Forschende vom Helmholtz Zentrum München sowie der LMU und TUM die Immunität Geimpfter und Genesener über zwei Jahre hinweg. Geleitet wurde sie von der DZIF-Wissenschaftlerin Prof. Ulrike Protzer.
Wie resistent ist die Omikron-Variante gegen aktuelle Antikörper?
Zellkulturstudien zeigen, dass die Omikron-Variante Antikörpern ausweicht, die nach Infektion und Impfung gebildet wurden und zudem gegen mehrere therapeutische Antikörper resistent ist. Antikörper, die nach dreifacher Immunisierung mit BioNTech-Pfizer sowie nach Kreuzimpfung mit Oxford-AstraZeneca/BioNTech-Pfizer gebildet wurden, waren dagegen besser in der Lage, das Omikron-Spikeprotein zu hemmen. Booster- und Kreuzimpfung könnten daher einen stärkeren Schutz vor Omikron bieten.
Wie das Coronavirus Blutgefäße im Hirn schädigt
Bereits frühzeitig stellte sich heraus, dasss SARS-CoV-2 nicht nur Lunge und Atemwege befällt, sondern auch Einfluss auf viele andere Organe des menschlichen Körpers und die Blutgefäße nimmt. Sowohl in der akuten als auch in der späten Phase einer COVID-19-Erkrankung kann es zu neurologischen Symptomen kommen. Diese umfassen eine häufig auftretende gestörte Geschmackswahrnehmung oder beispielsweise epileptische Anfälle und Zustände der Verwirrung. Untersuchungsergebnisse zeigen, dass das Coronavirus tatsächlich über den von einigen Endothelzellen gebildeten ACE2-Rezeptor in die Zelle eintreten und eine charakteristische, im Mikroskop erkennbare Pathologie auslösen kann. Ein zentraler Befund ist, dass auf diesem Weg Endothelzellen und Blut-Hirn-Schranke zerstört werden.
Warum erkranken manche Menschen schwer an COVID-19?
Nach einer Infektion mit SARS-CoV-2 reagieren einige Menschen mit einer überschießenden Immunantwort auf das Virus. Schwere Entzündungen der Lunge und anderer Organe können die Folge sein. Forschende der Uniklinik Köln und des DZIF untersuchen nun erstmals die Wirkung des viralen Spikeproteins auf das angeborene Immunsystem, dessen Aktivität auch mit schweren Krankheitsverläufen assoziiert ist. Das Forschungsteam konnte zeigen, dass Makrophagen durch das virale Spikeprotein massiv zur Produktion des entzündungsfördernden Signalstoffs Interleukin-1 angeregt werden.
Ein Computermodell entlarvt Schwachstellen von SARS-CoV-2
DZIF-Wissenschaftler Dr. Andreas Dräger und sein Team arbeiten seit mehr als einem Jahr an einem Computermodell, das Schwachstellen und damit mögliche Angriffspunkte des Virus erkennt. So identifizierte er bereits ein menschliches Enzym als möglichen Angriffspunkt. In seiner neuesten Studie bestätigt sich dieses Ergebnis und der Bioinformatiker macht neue Angriffspunkte sichtbar und zeigt, dass sie auch die momentan verbreiteten Mutanten betreffen.
Wie trickst SARS-CoV-2 die menschliche Zelle aus?
Die DZIF-Forscher Prof. Rolf Hilgenfeld und Privatdozent Dr. Albrecht von Brunn haben herausgefunden, wie SARS-Viren die Herstellung ihrer Proteine in infizierten Zellen so ankurbeln können, dass viele neue Kopien des Virus gebildet werden. Andere Coronaviren als SARS-CoV und SARS-CoV-2 verfügen nicht über diesen Mechanismus, so dass hier eine Erklärung für die ungleich höhere Pathogenität der SARS-Viren liegen könnte.
Was geschieht, wenn SARS-CoV-2 eine Zelle infiziert?
Was geschieht im Einzelnen, wenn das Coronavirus SARS-CoV-2 eine Zelle infiziert? Im Fachmagazin „Nature“ zeichnet ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Max-Planck-Instituts für Biochemie ein besonders genaues Bild. Erstmals wurde die Interaktion zwischen Virus und Zelle auf fünf Ebenen parallel dokumentiert. Das Ergebnis ist eine frei zugängliche Datenbank, die Auskunft darüber gibt, an welche Proteine SARS-CoV-2 bindet und welche Auswirkungen das auf die Zelle hat.
Klinische Studien
Das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung beteiligt sich an der Impfstoffforschung zu COVID-19.
Wie gut schützt eine COVID-19-Kombinationsimpfung?
Bisher lagen kaum Daten vor, wie gut der Organismus auf eine Kombinationsimpfung von AstraZeneca und einem mRNA-Vakzin reagiert. Nun fand ein Team heraus, dass die Antikörperantwort bei der Kombinationsimpfung sehr viel stärker ausgeprägt ist als nach zweimaliger Gabe von AstraZeneca. Die Immunreaktion zeigte sich als mindestens genauso gut wie die Antikörperantwort nach zwei Impfungen mit dem mRNA-Vakzin von BioNTech/Pfizer.
Zur Pressemitteilung vom 30.07.2021
Das DZIF ist an weiteren klinischen Studien beteiligt:
Bandwurmmittel gegen SARS-CoV-2?
DZIF-Forschende an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Universitätsklinikums Bonn haben vier Wirkstoffe identifiziert, die die Vermehrung von SARS-CoV-2 in Zellen hemmen: Die Verbindung mit dem größten antiviralen Effekt war das Bandwurmmittel Niclosamid. In einer Phase-II-Studie wird untersucht, ob Niclosamid in Kombination mit dem ebenfalls zugelassenen Medikament Camostat bei Patientinnen und Patienten mit kürzlich diagnostiziertem COVID-19 sicher anwendbar, verträglich und wirksam ist. Wer Interesse an einer Studienteilnahme hat, kann sich unter +49 30 450 539 210 bzw. patienten@charite-research.org bei der Charité Research Organisation näher informieren.
Wer ist am ansteckendsten?
Was im Jahr 2020 als vorläufige Auswertung von Labordaten begann, ist zu der bisher größten Untersuchung von Viruslasten bei SARS-CoV-2 geworden: Ein Forschungsteam des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung und der Charité – Universitätsmedizin Berlin um Prof. Christian Drosten hat für mehr als 25.000 COVID-19-Fälle die Menge des Viruserbguts in der PCR-Probe bestimmt und daraus die Ansteckungsfähigkeit der positiv getesteten Personen abgeschätzt. Die Analyse nach Altersgruppen zeigte dabei keine nennenswerten Unterschiede in der Viruslast bei SARS-CoV-2-Infizierten zwischen 20 und 65 Jahren. In den Proben der jüngsten Kinder zwischen 0 und 5 Jahren fand das Forschungsteam die niedrigsten Viruslasten.
Sie möchten an einer COVID-19-Impfstoffstudie teilnehmen?
Im DZIF wird zurzeit ein zentrales Probanden-Register für Deutschland erstellt, in dem sich Interessierte anmelden können. Geleitet wird das Projekt von den Klinischen Studienzentren des DZIF an der Uniklinik Köln: Hier wird derzeit mit Unterstützung des BMBF eine deutschland- und europaweite Plattform aufgebaut, die alle Kompetenzzentren erfasst, in denen Impfstoffe gegen das neue Coronavirus getestet werden können.
Studienregister zu SARS-CoV-2 und COVID-19
Eine laufend aktualisierte Übersicht aller klinischen Studien im DZIF – auch zu SARS-CoV-2/COVID-19 – bietet die "Healex ClinicalSite". Das Studienregister wurde aktuell um die Kategorie „COVID-19“ erweitert. Hier werden erstmals nicht ausschließlich DZIF-Studienaktivitäten dargestellt. Um in der aktuellen Pandemielage einen umfassenden Überblick zu den in Deutschland geplanten und bereits aktiven COVID-19 Studien bereitstellen zu können, kooperieren die Klinischen Studienzentren mit Forschenden aus unterschiedlichen Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung und weiteren Netzwerken.
Impfstoff-Forschungsnetzwerk VACCELERATE
Der Bedarf an Impfstoffstudien ist weiterhin hoch, denn viele Fragen zur Sicherheit, Wirksamkeit und eventuell notwendiger Anpassung der Impfstoffe bei Virusmutationen sind noch offen. Um diese Studien zu koordinieren, fördert die Europäische Union die Einrichtung des neuen Impfstoff-Forschungsnetzwerkes VACCELERATE für drei Jahre. An dem Netzwerk sind bisher 26 Partnerinstitutionen aus 21 Ländern Europas beteiligt. VACCELERATE soll als Netzwerk für Pandemievorsorge etabliert werden, das auch nach Corona eine Struktur schafft, um Impfstoffkandidaten schnell und effektiv europaweit zu entwickeln und zu testen.
Die Plattform "LEOSS.sero-survey" – Aufschluss über Immunität in der Bevölkerung gewinnen
Dem Beispiel des LEOSS-Patientenregisters folgend, das seit März 2020 europaweit klinische Daten von COVID-19-Patientinnen und -Patienten sammelt und auswertet, baut das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung die Plattform „LEOSS.sero-survey“ auf. Verschiedene Antikörperstudien über die Immunität oder Seroprävalenz in der Bevölkerung sollen zeitnah verglichen und übergreifend ausgewertet werden können. Das Projekt wird von Wissenschaftler:innen am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) geleitet und in Kooperation mit der Helmholtz-Plattform HIFIS umgesetzt.
LEOSS – ein europäisches Fallregister
Das DZIF hat gemeinsam mit der Deutschen Gesellschaft für Infektiologie (DGI) ein europäisches Fallregister aufgelegt, in dem klinische Daten für Patientinnen und Patienten mit SARS-CoV-2 Infektion gesammelt werden. Das neue Register zeichnet sich dadurch aus, dass alle gesammelten Daten zur gemeinsamen Analyse an die wissenschaftliche Gemeinschaft gehen. LEOSS ist mehrsprachig und soll in der ganzen EU zum Einsatz kommen. Mitte Januar 2021 konnten bereits 6000 Patientendaten verzeichnet werden.
Diagnose: Schnell und sicher testen
Eine Mitarbeiterin aus dem Team um Prof. Jan Felix Drexler demonstriert in der kolumbianischen Grenzregion zu Venezuela die Anwendung von Antigen-Schnelltests.
DZIF-Wissenschaftler:innen unterstützen Kolumbien bei SARS-CoV-2-Diagnostik
In Kolumbien leben mehrere Millionen Geflüchtete. Für die Pandemiebekämpfung ist es wichtig, das Infektionsgeschehen auch in dieser besonders gefährdeten Bevölkerungsgruppe zu beobachten. Experten der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des DZIF werden die lokalen Gesundheitsbehörden durch Bereitstellung von SARS-CoV-2-Tests und Schulung des Laborpersonals vor Ort unterstützen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Überwachung der Virusvariante My, die sich in Kolumbien stark verbreitet hat. Das Forschungsteam plant, einen neuen PCR-Test zu entwickeln, der neben My auch für Kolumbien besonders relevante Virusvarianten wie Beta, Delta und Lambda gleichzeitig erkennen kann.
Zur Pressemitteilung vom 05.01.2022
Coronaviren (colorierte transmissionselektronische Aufnahme).
Erster Test für das neuartige Coronavirus in China ist entwickelt
Der erste Test gegen SARS-CoV-2 wurde von DZIF-Wissenschaftler:innen an der Charité – Universitätsmedizin Berlin kurz nach dem Ausbruch in China im Januar 2020 entwickelt. Prof. Christian Drosten und seinem Team gelang es, auf Grundlage der genetischen Information des Virus einen Test auf Basis der PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion) zu entwickeln, der derzeit weltweit eingesetzt wird. Nun geht es darum, die Testmethoden zu verfeinern und neue Tests zu entwickeln und zu validieren, mit denen auch die Immunantwort im Körper des Menschen bestimmt werden kann. „Nur wenn wir wissen, was im Körper eines Patienten passiert, wird eine Impfstoffentwicklung möglich“, erklärt Drosten.
Zur Pressemitteilung vom 16.01.2020
Links zum Thema
BMBF-Informationsportal zum Coronavirus
Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung
Bundesministerium für Gesundheit
Informationen u.a. zur Impfstoffentwicklung (Paul-Ehrlich-Institut)