Wie man virale Epidemien in der Zukunft bekÀmpft

Auftauchende Viruskrankheiten stehen gerade im Mittelpunkt der Gesundheit. Die bedeutendste von ihnen, in Bezug auf menschliche Fälle und Todesfälle, ist das Wiederauftreten des Ebola-Virus, das den größten Ausbruch der Krankheit in der Geschichte verursacht. Aber es gibt auch Chikungunya-Fieber, das zum ersten Mal im Juli in den Vereinigten Staaten auftrat, und Enterovirus D68, eine früher seltene Krankheit, die bei US-Kindern einen Ausbruch von Atemwegserkrankungen verursachte.

Der Mensch hat im vergangenen Jahrhundert einen großen Beitrag zur Prävention von Viruserkrankungen geleistet. Heute erhalten Kinder in den USA routinemäßig Impfungen gegen neun Viruserkrankungen, darunter viele, die lebensbedrohliche Komplikationen wie Polio verursachen.

Dennoch gibt es weniger Behandlungen für Viruserkrankungen als für solche, die von Bakterien verursacht werden, und wenn Pandemien mit Infektionskrankheiten auftreten, sind die Viren die gefährlichsten Krankheitserreger, sagen Experten.

Wie wird sich der Mensch in Zukunft vor Viren schützen? Experten arbeiten an Möglichkeiten, neue medikamentöse Behandlungen zu finden und zu verhindern, dass überhaupt Epidemien entstehen. [5 wahrscheinliche reale Ansteckungen]

Virale Behandlungen hinken hinterher

Behandlungen für Viruserkrankungen sind im Allgemeinen hinter Behandlungen für bakterielle Erkrankungen zurückgeblieben, sagen Experten. Ein Grund dafür ist einfach, weil Wissenschaftler seit längerem an antibakteriellen Behandlungen arbeiten, sagte Paul Roepe, Co-Direktor des Zentrums für Infektionskrankheiten der Universität Georgetown.

"Wir wussten von viel mehr bakteriellen Erkrankungen, bevor wir von Viruserkrankungen wussten", sagte Roepe.

Viren sind auch viel kleiner als Bakterien - etwa 100. der Größe - und sie haben weniger Gene oder Proteine, um mit Behandlungen zu zielen.

"Viren sind inhärent schwierige Ziele" für die moderne Medizin, sagte Derek Gatherer, ein Bioinformatikforscher an der Lancaster University in Großbritannien. "Sie haben im Allgemeinen kleinere Genome als Bakterien", so gibt es weniger Möglichkeiten, nach Wegen zu suchen, um sie zu bekämpfen.

Viren mutieren auch viel schneller als Bakterien, so dass jede entwickelte Therapie nach kurzer Zeit nicht mehr funktioniert, sagte Gatherer.

Darüber hinaus sind Bakterien lebende Zellen, die sich selbst teilen, und viele Medikamente gegen Bakterien arbeiten, indem sie essentielle Funktionen dieser Zellen ausschalten, wie zum Beispiel die Fähigkeit zu replizieren, sagte Roepe.

Aber Viren bestehen nicht aus Zellen, und sie sind sogar nicht gerade am Leben - sie kapern die Maschinerie der Zellen ihrer Wirte, um sich zu replizieren, so dass Forscher nicht auf traditionelle Weise auf Virusfunktionen oder Replikation abzielen können.

"Wenn Sie versuchen, einen Virus zu schließen oder zu töten, versuchen Sie wirklich, die Wirtszellen-Maschinerie zu töten", sagte Roepe.

"Antibiotika" für Viren?

Als die ersten Antibiotika in den 1940er Jahren entwickelt wurden, galten sie als Wundermittel gegen Krankheiten. Einige Jahrzehnte später entwickelten Wissenschaftler Medikamente gegen Viren, die als antivirale Mittel bekannt sind.

Obwohl es "Breitspektrum" -Antibiotika gibt, bei denen es sich um einzelne Medikamente handelt, die gegen Dutzende von Bakterien wirken, ist das Spektrum für antivirale Medikamente viel enger gefasst, sagte Roepe. Die meisten antiviralen Medikamente sind spezifisch für eine Art von Virus, obwohl einige gegen zwei oder drei wirken.

Einige der erfolgreichsten antiviralen Medikamente hemmen ein bestimmtes virales Enzym namens Reverse Transkriptase, das Teile des Virus synthetisiert, sagte Roepe. Auf diese Weise arbeiten mehrere Medikamente gegen HIV.

Allerdings verwenden nur RNA-Viren (wie HIV und Ebola) reverse Transkriptase, so dass Medikamente gegen dieses Enzym nicht für DNA-Viren funktionieren, sagte Roepe. Darüber hinaus kann die Struktur der Reversen Transkriptase je nach Virus sehr unterschiedlich sein, weshalb ein antivirales Mittel, das gegen HIV wirkt, bei Ebola möglicherweise nicht funktioniert.

Entdeckung neuer Drogen

Die gute Nachricht ist, dass die Entdeckung antiviraler Medikamente dank neuer Technologien heute einfacher ist als früher.

Vor ein paar Jahrzehnten mussten Forscher potenzielle Medikamente einzeln testen, und es könnte drei bis sechs Monate dauern, um 100 potenzielle Medikamente zu testen, sagte Roepe. Aber heute ist der Prozess mit Robotern automatisiert, so dass dieselben 100 Medikamente nur ein paar Tage zum Testen benötigen würden, sagte er.

Darüber hinaus können Forscher nun dreidimensionale Modelle viraler Komponenten am Computer betrachten und Verbindungen mit Computerprogrammen, die die Bindung von Arzneimitteln an virale Komponenten simulieren, schnell entwerfen und "testen".

Solch ein "in silico" -Drogen-Design hat sich in den letzten Jahren verbessert und wird eine wichtige Rolle bei zukünftigen Medikamentenentdeckungen spielen, sagte Roepe.

Pandemien vorbeugen

Aber weil neue antivirale Medikamente Behandlungen Jahre oder Jahrzehnte entfernt sein können, konzentrieren sich öffentliche Gesundheitsorganisationen darauf, Pandemien zu stoppen, bevor sie beginnen.

"Die Zukunft des Umgangs mit viralen Pandemien ist, wir werden in der Lage sein, sie zu verhindern", sagte Dr. Peter Daszak, ein Ökologe und Präsident der EcoHealth Alliance, einer gemeinnützigen Organisation, die sich gegen die Entstehung neuer Krankheiten einsetzt.

Neue Viruskrankheiten treten typischerweise aufgrund menschlicher Aktivitäten auf, die Menschen in Kontakt mit Wildtieren bringen, wie zum Beispiel Straßenbau, Jagd und Landwirtschaft, sagte Daszak. Laut der "EcoHealth Alliance" gehen etwa 75 Prozent der neu auftretenden Krankheiten bei Menschen von Tieren aus.

Um das Risiko eines Ausbruchs zu verringern, müssen Forscher Wege finden, um die Aktivitäten zu reduzieren, die uns in Kontakt mit Wildtieren bringen, insbesondere in "Hotspots", in denen Krankheiten auftreten, wie zum Beispiel tropische Gebiete, sagte Daszak.

"In Westafrika, wo Ebola entstanden ist, gibt es einen Originalfall", sagte Daszak. "Wenn Sie die Aktivität identifizieren können, die den ersten Fall ermöglicht, und reduzieren Sie diese Aktivität, reduzieren Sie das Risiko eines Ausbruchs."

Obwohl es nicht klar ist, wie der aktuelle Ebola-Ausbruch begann, haben einige Leute spekuliert, dass der Umgang mit Fledermäusen - ein vermutliches Reservoir von Ebola - eine Rolle gespielt haben könnte.

Daszak und seine Kollegen arbeiten an mehreren Projekten zur Verhinderung von Ausbrüchen, darunter ein Projekt in Malaysia, das die Baumstammerfassung in Bereiche mit geringerem Risiko verlagert (z. B. bereits eingeloggte und neu gepflanzte Bereiche), damit die Menschen nicht in neue Regionen ziehen von tropischem Wald.

"Die Ansätze sind nicht so hochtechnologisch [wie die Entdeckung von Medikamenten], aber sie sind wirklich notwendig", um Pandemien zu verhindern, sagte Daszak.

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