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Wie Grazer Wissenschaftler Viren bekämpfen

Im Hochsicherheitslabor der Grazer Universitätsklinik werden unter strengsten Sicherheitsvorkehrungen neue Waffen gegen die Pandemie getestet. Das Terra Mater Magazin beim Lokalaugenschein.
Text: Gottfried Derka, Fotos: Gregor Kuntscher / 3 Min. Lesezeit
Journal, Medizin, Virenbekämpfung, Wissenschaftlerin Foto: Gregor Kuntscher
Alltagsgarderobe im Grazer Hochsicherheitslabor. Der Schutzanzug verhindert direkten Kontakt mit den in Nährflüssigkeiten gehaltenen Viren.
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WER ZU DEN VIREN WILL, MUSS SICH WARM ANZIEHEN. Der Overall, der vor Infektionen schützt, besteht aus luftdichtem Kunststoff, jede Hand ist mit zwei Handschuhen überzogen. Die Füße stecken in Gummistiefeln, deren Schäfte mit den Hosenbeinen verklebt sind. Zwei Ventilatoren, am Rücken getragen, pressen Atemluft erst durch feine Filter und dann unter die Maske. Wenn diese Ausrüstung lückenlos sitzt, kann Melina Hardt mit der eigentlichen Arbeit beginnen. Der Grund der strengen Sicherheitsvorkehrungen: Die Molekularbiologin arbeitet mit den infektiösen Corona Viren SARS-CoV-2.

Melina Hardts Arbeitsplatz ist das Hochsicherheitslabor der Medizinischen Universität Graz, das Labor mit den höchsten Sicherheitsstandards in Österreich und seit Anfang 2020 ein Hotspot der Corona-Forschung. Hier lassen Forscher Wirkstoffkandidaten auf das Virus los und beobachten, wie effizient neuartige Arzneien die Vermehrung des Krankheitserregers hemmen.

„Als wir das Labor mit all seinen teuren Schutzvorrichtungen geplant haben, fragten uns die Leute, ob denn das alles wirklich notwendig sei“, sagt Kurt Zatloukal, der Leiter des Grazer Diagnostik- und Forschungszentrums für Molekulare Biomedizin und gleichsam Hausherr im Labor. „Heute ist diese Frage beantwortet. Alle sind froh, dass wir diese Infrastruktur haben.“

Zum Beispiel Christian Gruber. Der Bioinformatiker hat vor drei Jahren mit Hilfe der Universität Graz und des Kompetenzzentrums acib das Start-up-Unternehmen Innophore gegründet. Die Kernkompetenz der Firma ist eine Suchmaschine für Enzyme – also jene biologischen Riesenmoleküle, die chemische Reaktionen beschleunigen können.

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Journal, Medizin, Virenbekämpfung, Wissenschaftlerin Foto: Gregor Kuntscher
Höchste Sicherheit. Trotz Schutzkleidung darf Molekularbiologin Melina Hardt nur auf einer speziellen Werkbank mit dem infektiösen Erreger hantieren. Von hier wird ständig Luft abgesaugt, gereinigt und abgeleitet, damit keine Aerosole ins Labor entkommen. Zwei Ventilatoren am Rücken drücken Luft durch Filter und Schlauch in Hardts Maske.

Impfstoffentwicklung mit Computerunterstützung – so entdeckten Virenforscher unter 1,4 Millionen bekannten Substanzen 4.000 vielversprechende Kandidaten.

Forschungserfolge in Graz

Noch bevor sich das Virus SARS-CoV-2 weltweit ausgebreitet hatte, setzte Gruber seine Werkzeuge an. Durch bloße Berechnungen konnte er eine Struktur vorhersagen, die wesentlich ist für die Vermehrung des Virus, die Main Protease, kurz Mpro. Der nächste Schritt: Die Suchmaschine durchstöberte jene digitalen Bibliotheken, in denen die Eigenschaften und Strukturen bekannter Enzyme und Wirkstoffe aufgelistet sind.

Mittlerweile kooperiert Innophore bei der Suche mit Kollegen der amerikanischen Harvard-Universität. Die notwendige Rechenpower – „hunderte Millionen Computerstunden“, so Gruber – stellt Google zur Verfügung. Unter rund 1,4 Millionen bekannten Substanzen fanden die Forscher 4.000 vielversprechende Kandidaten. Jetzt arbeitet Gruber daran, diese Auswahl einzuengen. „Gültige Resultate bekommen wir erst, wenn wir unsere Kandidaten gegen die Viren antreten lassen“, so Gruber. Und das geht nur im Hochsicherheitslabor, wo einige seiner Kandidaten bereits vielversprechende Resultate liefern.

Darauf hofft auch Florian Föger. Der Tiroler sitzt mit seinem Kompagnon Martin Werle im Labor ihrer gemeinsamen Firma Cyprumed in Innsbruck. Sie sind auf Substanzen gestoßen, die das Corona-Virus zu 100 Prozent unschädlich machen. Der Clou: „Das sind keine völlig neuen Arzneimittel, sondern das ist eine Mischung aus gut erprobten und längst zugelassenen medizinischen Hilfssubstanzen“, erklärt Föger. Seine Idee ist es nun, eine dieser Substanzen als Nasenspray einzusetzen: „Wir wissen, dass das Virus mehrere Stunden braucht, um über die Nasenschleimhaut eine Infektion zustande zu bringen. Der Nasenspray könnte das Virus ganz am Beginn des Krankheitsgeschehens unschädlich machen.“ Derzeit feilen Föger und Werle noch an der Rezeptur. Und: Auch ihre Präparate werden im Grazer Labor auf Viren und auf infizierte Gewebeproben losgelassen.

Im Hochsicherheitslabor geht eine Arbeitsschicht zu Ende. Melina Hardt desinfiziert die Werkbank mit reichlich Chemikalien und schaltet zusätzlich noch eine UV-Lampe ein: Das Licht wird auch die letzten Erreger zerstören. Dann geht sie, immer noch luftdicht verpackt, in eine Chemikaliendusche, wo sie sämtliche infektiösen Spuren von ihrem Anzug abwäscht. Das Labor lässt sie zu 100 Prozent steril zurück. Damit am folgenden Tag die nächsten Testreihen beginnen können.

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