Etablierung eines universellen Modellvirus-Systems für Atemaerosolstudien inklusive angepasstem Sammelsystem

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph Haisch
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Analytische Chemie ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468910372

Wie schon in der Ausschreibung des Vorhabens konstatiert, ist die Datenlage zu Ausbreitung, Alterung und Deposition von virentragenden Aerosolpartikeln, generell zum Verhalten von Viren in Atemluftaerosol, lückenhaft. Ein wesentliches Problem all dieser Studien ist die begrenzte Vergleichbarkeit. Der Grund dafür ist, dass verschiedene Studien mit verschiedensten Partikelsystemen durchgeführt werden. Einige physikalische Partikeleigenschaften können mithilfe von Polystyrol-Latexpartikeln simuliert werden, andere durch Vernebeln von Bakteriophagen. Diese Partikel sind aber nur geeignet, um das Verhalten von Aerosolen nach der Freisetzung zu simulieren, die Freisetzung und damit eine realistische Verteilung von Viren in verschiedenen Partikel(größen)-Fraktionen ist damit nicht zugänglich. Diese Freisetzungsbedingungen, die eben durch die emittierende Person und nicht durch einen technischen Prozess gegeben sind, können für das weitere Verhalten der Partikel entscheidend sein. Ebenso ist bekannt, dass die Partikelfracht bei der Ausatmung je nach um viele Größenordnungen variiert. Derzeit werden solche Studien mit erkrankten Probanden durchgeführt (z.B. Influenza- oder COVID-19 Patienten), was ein beträchtliches Sicherheitsrisiko sowie eine gesundheitliche Belastung für den Patienten bedeutet. Ein zweites, fundamentales Problem der meisten Studien zu Viren in Atemaerosol ist das Fehlen effizienter Sammelsysteme für Viren. Verschiedenste Sammelsysteme, die für bakterielle Erreger gut geeignet sind, haben sich für Viren als sehr ineffizient erwiesen.Das Ziel des Vorhabens ist die Etablierung von TT-Viren als nicht-infektiöses und universell verfügbares Modellvirus-System zur Untersuchung des Verhaltens von Viren aus der Atemluft. TT Viren, sind Viren, die je nach Weltregion über 90 % alle Erwachsenen im Körper in variierenden Konzentrationen aufweisen. Die Viren sind dabei auch in Sekretionen des Atemtraktes und der Atemluft nachweisbar. Nach jetzigen Erkenntnissen sind keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen mit dem Virus verbunden, es scheint daher ideal als Modellorganismus geeignet. Diese Viren und ihr Vorliegen in verschiedenen Fraktionen von Atemluftaerosolpartikeln wird mit unterschiedlichen vorhandenen Messgeräten und Atemtestkammern und –Masken untersucht werden. Parallel und begleitend zu den Studien zu TT-Viren im Atemaerosol erfolgen der Aufbau und die Charakterisierung eines neuartigen Kondensations- und Impaktionssystems, das Viren und viren-tragende Aerosole mit hoher Effizienz in einer Weise sammelt, dass deren Infektiosität erhalten bleibt und so eine umfassende Analyse im Anschluss an die Sammlung möglich ist. Dafür sollen als Modellviren unter anderem TT Viren eingesetzt werden und diese in umfangreichen Tests als nefsdue universell einsetzbare, gesundheitlich unbedenkliche Modellorganismen etabliert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Andreas Wieser