Digitale Virenjagd

Die Internet-Plattform „Nextstrain“ verfolgt, wie sich Zika, Ebola oder auch die Influenza-Viren weltweit ausbreiten. Mit Hilfe der schnellen Algorithmen, sollen Epidemien künftig rascher in den Griff bekommen werden.

2014 und 2015 hat das Ebola-Virus in Teilen Afrikas Tausenden Menschen das Leben gekostet. Im Sommer 2016 verbreitete sich das Zika-Virus in Südamerika und erreichte auch die USA. Wenn Epidemien ausbrechen, geht es vor allem darum, schnell zu reagieren und eine weitere Ausbreitung zu verhindern. Die Internet-Plattform „Nextstrain“ will dabei helfen, die Verbreitungswege von Viren schneller nachzuzeichnen und somit Handlungsmöglichkeiten für Behörden aufzuzeigen, so der Entwickler von Nextstrain Richard Neher von der Universität Basel.

Ö1-Sendungshinweis

Diesem Thema widmet sich auch ein Beitrag in der Sendung „Wissen aktuell“ am 28.4. um 13:55.

Um sichtbar zu machen, wie sich Viren wie Ebola und Zika ausbreiten, verbindet Nextstrain die Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern weltweit, die das unterschiedliche Genom dieser Viren zu entschlüsseln versuchen. Das Ergebnis ist eine interaktive Online-Landkarte, die zeigt, von welchen Ländern aus sich welche Genotypen verbreiten. „Normalerweise werden bei einem Ausbruch viele verschiedene phylogenetische Analysen durchgeführt, die nur ein inkomplettes Bild des tatsächlichen Geschehens abbilden. Wir fügen diese Daten einfach und aktuell zusammen und ermöglichen es damit, das große Ganze zu sehen“, erklärt der Physiker Richard Neher.

Zika: Von Karibik nach Florida

Bei der Zika-Epidemie beispielsweise haben Forscher bisher elf verschiedene Genotypen festgestellt. Die Zika-Viren, mit denen sich Menschen im US-Bundesstaat Florida infiziert haben, stammen aus der Dominikanischen Republik. „Das legt sofort den Schluss nahe, dass diese Viren in Florida von Touristen aus der Karibik eingeschleppt worden sind. Man könnte demnach auf Schiffen und Flugzeugen aus der Karibik gezielt nach Patienten suchen, um so eine regionale Ausbreitung zu vermeiden.“

Grafik: Die Verbreitungswege von Zika
http://www.nextstrain.org
So hat sich der Zika-Erreger in der Welt verbreitet

Auch die Weltgesundheitsorganisation WHO verarbeitet mitunter solche Forschungsergebnisse zu Graphiken - allerdings dauert das oft Wochen, sagt Neher. Nextstrain analysiere und integriere die Daten hingegen mithilfe eines speziellen Algorithmus innerhalb einer Stunde und hält sie somit ständig aktuell. „Wir haben eine ganze Reihe von neuen Programmen entwickelt, die diese Analysen um den Faktor zehn bis hundert schneller machen können als das, was man momentan für Analysen dieser Art verwendet.“

Open Science

Damit die Plattform funktioniert und den Virenverlauf aktuell dokumentiert, sind Neher und seine Kollegen auf die Kooperation der Wissenschaftler angewiesen, die ihre Ergebnisse Nextstrain unmittelbar zur Verfügung stellen - das heißt, bevor sie in einem Fachjournal veröffentlicht werden. „Die Informationen über die Verbreitung des Zika-Virus von der Karibik nach Florida haben wir letzten Sommer öffentlich gemacht - die Studien dazu sind bis heute noch nicht veröffentlicht“, sagt Neher. Dabei sinkt die Hemmschwelle der Forschungsgruppen sukzessive, die Daten frühzeitig herauszugeben. „Bei Ebola war man noch wesentlich vorsichtiger. Aber je bekannter Nextstrain wird, desto interessanter ist es auch für die Forschungsgruppen, ein Teil davon zu sein.“

Für ein neues, unbekanntes Virus könnten die Wissenschaftler innerhalb von 48 Stunden die notwendige Seite einrichten, mit deren Hilfe sich die Epidemie verfolgen lässt. Als nächstes soll das Noro- oder das Dengue-Virus via Nextstrain überwacht werden. Ob die Plattform bereits von Gesundheitsbehörden verwendet wird, ist Neher nicht bekannt, wird aber von dem Nextstrain-Gründer vermutet. „Wir hoffen, dass unsere Tools in den nächsten Jahren in die Standard-Epidemie-Reaktion der WHO integriert werden kann.“

Ruth Hutsteiner, Ö1 Wissenschaft

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