Visual Universitätsmedizin Mainz

31. August 2022

Universitätsmedizin Mainz setzt auch bei Affenpocken auf neueste Sequenzierungstechnologien

Mainzer Sequenzierkonsortium sequenziert Affenpocken und testet erfolgreich Detektion neuartiger Pathogene
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Das neue Hochdurchsatz-Sequenziergerät des Sequenzierkonsortiums Mainz –neben SARS-CoV-2 können auch andere neue Pathogene, wie aktuell das Affenpockenvirus, nachgewiesen und klassifiziert werden; Bildquelle: UM/Peter Pulkowski

Das Sequenzierkonsortium Mainz kann sich über einen weiteren Erfolg freuen: Es hat erstmalig erfolgreich eine Vollsequenzierung des komplexen Genoms des Affenpockenvirus durchgeführt. Den Konsortiumsmitgliedern ist es mittels modernster molekularer Methoden und Sequenzierungstechnologien gelungen, das Affenpockenvirus in der Probe zu charakterisieren und eine qualitativ hochwertige Sequenz des Virus‘ zu erstellen. Diese kann für zukünftige wissenschaftliche Arbeiten genutzt werden und dazu dienen, aktuelle und künftige Ausbruchsgeschehen zu überwachen. Mit der Fähigkeit, bekannte Viren und neuartige Pathogene schnell sequenzieren zu können, leistet das Mainzer Sequenzierkonsortium einen wichtigen Beitrag zum Infektionsschutz der Bevölkerung in Rheinland-Pfalz und darüber hinaus.

Das Affenpockenvirus wurde beim Menschen erstmals 1970 in Afrika nachgewiesen, wo es seither immer wieder zu Ausbrüchen führt. Die Infektion des Menschen erfolgt vermutlich zunächst durch Tierkontakt. Seit Mai 2022 werden vermehrt Fälle von Infektionen mit dem Affenpockenvirus aus Ländern gemeldet, in denen der Erreger nicht endemisch ist. Aktuell scheint sich das Virus in bisher ungekannter Größenordnung von Mensch zu Mensch zu übertragen, wenngleich die Übertragungsrate erheblich dadurch begrenzt ist, dass sich das Virus nur über engen persönlichen Kontakt weiterverbreitet. Symptome treten meist nach fünf bis 21 Tagen auf und können mit zunächst unspezifischen Kopf- und Gliederschmerzen beginnen, die erst später mit dem charakteristischen pockenartigen Hautausschlag einhergehen. In den meisten Fällen klingt eine Erkrankung innerhalb weniger Wochen selbstständig ab.

Dennoch ist es – genau wie bei der SARS-CoV-2-Pandemie – wichtig und kritisch, die genaue genomische Sequenz des zirkulierenden Erregers zu ermitteln. Denn daraus lassen sich Stammbäume erstellen, die über Herkunft und Verbreitung des Virus Auskunft geben. Zudem dienen Sequenzanalysen dazu, genetische Veränderungen frühzeitig zu erkennen und so die Wirksamkeit von antiviralen Medikamenten sowie etwaige Resistenzen bewerten und gegebenenfalls Impfstoffe zeitnah anpassen zu können. Somit ermöglicht es die Vollgenom-Sequenzierung wesentlich schneller auf Veränderungen des Virus‘ zu reagieren und den Schutz der Bevölkerung sicherzustellen.

Die Voraussetzungen, um diese Leistungen zu erbringen, sind nun noch besser geworden. Denn dem Sequenzierkonsortium steht seit einigen Wochen zusätzlich ein aus Landesmitteln finanziertes Hochdurchsatz-Sequenziergerät zur Verfügung. Es basiert auf der Nanoporetechnologie, mittels derer einzelne DNA-Fragmente durch winzige proteinbasierte Poren geschleust werden und dabei über Änderungen der elektrischen Spannung die Genomsequenz entschlüsselt wird. Dies ermöglicht es, noch während des Sequenzierlaufs die Daten in Echtzeit auszuwerten.

Dies ist auch bereits gelungen: Anhand der Probe eines Patienten konnten bereits zehn Minuten nach dem Sequenzierstart erste eindeutige Signale des Affenpockenvirus detektiert und eine vorläufige Klassifizierung vorgenommen werden. Nach Abschluss der vollständigen Sequenzierung des Affenpockengenoms wurden die resultierenden Daten für eine Stammbaumanalyse verwendet, die künftig für die Nachverfolgung von Infektionsketten herangezogen werden kann.

Das neue Gerät stellt eine deutliche Erweiterung der Kapazitäten des Sequenzierkonsortiums dar und wird aufgrund seiner Flexibilität dazu beitragen, zukünftige Ausbruchsgeschehen mit SARS-CoV-2, Affenpockenviren, aber auch mit anderen Erregern frühzeitig zu erkennen und den Gesundheitsbehörden Informationen für eine effektive und zeitnahe Kontrolle an die Hand zu geben. Weitere wissenschaftliche Analysen sind bereits in Arbeit.

Das Sequenzierkonsortium ist eine Mainzer Kooperation, an der das Institut für Virologie, das Institut für Humangenetik, die Abteilung für Hygiene und Infektionsprävention - Krankenhaushygiene -, die Transfusionszentrale und das Testzentrum der Universitätsmedizin Mainz sowie das Institut für Organismische und Molekulare Evolutionsbiologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und dessen Ausgründung StarSEQ GmbH beteiligt sind.

Weiterführende Informationen:
Bildunterschrift
: Das neue Hochdurchsatz-Sequenziergerät des Sequenzierkonsortiums Mainz –neben SARS-CoV-2 können auch andere neue Pathogene, wie aktuell das Affenpockenvirus, nachgewiesen und klassifiziert werden;
Bildquelle: Universitätsmedizin Mainz/Peter Pulkowski


Kontakt:
Dr. Hanno Schmidt, Koordinator des Sequenzierkonsortiums, 
Institut für Virologie, Universitätsmedizin Mainz, 
Telefon: 06131 17-9184; E-Mail: hanno.schmidt@unimedizin-mainz.de

Univ.-Prof. Dr. Bodo Plachter, Kommissarischer Direktor des Instituts für Virologie, Universitätsmedizin Mainz, E-Mail:  plachter@uni-mainz.de

 

Pressekontakt: Barbara Reinke, Stabsstelle Unternehmenskommunikation, Universitätsmedizin Mainz, Telefon: 06131 17-7428, Fax: 06131 17-3496, E-Mail: pr@unimedizin-mainz.de


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