Viruskultur und Virusnachweis

Kultur, Herstellung und Charakterisierung von humanpathogenen Viren

Viren sind kleinste Erreger, die Mensch und Tier in großer Vielfalt bedrohen und zu Krankheiten führen. Ihre Infektionsmechanismen zu verstehen, sie diagnostisch zu erfassen sowie Ansätze zur gezielten Prävention (Vakzine) und Therapie (antivirale Moleküle) zu entwickeln, sind zentrale Anliegen der Arbeitsgruppe von Prof. Bailer.

Mit unserer virologischen, zellbiologischen und molekularbiologischen Erfahrung und Infrastruktur bieten wir die Kultivierung, Herstellung und den Nachweis von ausgewählten humanpathogenen Viren an. Zur Charakterisierung und weiteren Untersuchung stehen direkte und indirekte Nachweismethoden zur Verfügung.

Leistungsangebot

Bakteriophagen
© Fraunhofer IGB
Bakteriophagen infizieren spezifisch Bakterien, erkennbar an den Lysehöfen im Bakterienrasen.

In-vitro-Infektionsmodelle (S2/L2-Bereiche)

Mit unseren Infektionsmodellen können Sie Ihre antiviralen und antibakteriellen Moleküle im Modell testen und ihre Wirkweise untersuchen.  

  • Herpes simplex virus Typ 1 / 2, Varicella Zoster Virus (VZV), Epstein Barr Virus (EBV), Adenoviren, Lentiviren, respiratorische Viren (Rhinoviren HRV, Coronaviren HCoV 229E, Influenza, RSV), diverse Sars-CoV-2-Surrogat-Viren
  • Bakteriophagen und diverse Bakterien (E. coli, S. aureus (MRSA), Legionellen, Acinetobacter, Xylella fastidiosa etc.)

Virus-Genom-Engineering  

Wir engineeren Viren (Herpesviren) und Bakteriophagen zielgerichtet mithilfe modernster Methoden.

  • Bacterial artificial chromosome (BAC) technology (bacterial genetics)
  • CRISPR/Cas9
  • Zell- und Gentherapie, onkolytische Viren, Impfstoffe (ATMPs)
  • Rekombinante Phagen (Designer-Phagen)
Virus-Genom-Engineering
© Fraunhofer IGB
Viren nach Maß schaffen wir durch gezielte Veränderung des Virus-Erbguts.

Charakterisierung von Viren, viralen Vektoren und Bakteriophagen

Wir analysieren Viren hinsichtlich

  • Stabilität von formulierten therapeutischen Viren
  • Stabilität in Aerosolen (Aerosol-Erzeugung, Sampling, Nachweis)
  • Abreicherung bzw. Inaktivierung durch Luftreiniger
  • Abreicherung bzw.  Inaktivierung bei der Wasseraufbereitung
  • Virus-Material-Wechselwirkung
  • Virus-Wirts-Interaktionen

Zur Charakterisierung der Viren an unterschiedlichen Grenzflächen und in diversen Medien steht eine Reihe virologischer, molekularbiologischer und zellbiologischer Methoden zur Verfügung:

Virus-Aktivität

  • Viraler Plaque-Assay
  • TCID50 Assay
  • Analyse der Wachstumskinetik
  • ELISA

Nachweis und Quantifizierung viraler Genome

  • Bioanalyzer
  • PCR, RT-qPCR
  • DNA-Arrays,
  • Lateral Flow Assay

Zellbiologische Analyse

  • Indirekte Immunfluoreszenzanalyse
  • Konfokalmikroskopie
  • Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
© Fraunhofer IGB
Virus-Aktivitäts-Test.

Virus-Diagnostik

Wir unterstützen Sie bei der Diagnostik von Viren mit gängigen molekularbiologischen Methoden.

  • Virusdiagnostik (PCR, qPCR, RT-qPCR, Bioanalyzer, DNA- und Protein-Microarrays und ELISA)
  • Differenzierung von bakteriellen, viralen und fungalen Erkrankungen

Produktion von Viren und Bakteriophagen

Folgende Viren und Bakteriophagen können neben Virus-like particles im L2/S2-Bereich produziert, konzentriert und gereinigt werden: Herpes simplex virus Typ 1 / 2, Varicella Zoster Virus (VZV), Epstein Barr Virus (EBV), Adenoviren, Lentiviren, respiratorische Viren (Rhinoviren HRV, Coronaviren HCoV 229E, Influenza, RSV), diverse Sars-CoV-2-Surrogat-Viren, Phi6, MS2

  • Virusproduktion im Labormaßstab
  • Herstellung von Virus-like particles (VLPs)
  • Virologische, biochemische und molekularbiologische Analytik
    • Virus-Aktivitätsnachweise (s.o.)
    • Molekularbiologische Analytik (s.o.)
    • Zellbiologische Charakterisierung (s.o.)
    • Biochemische Charakterisierung
      • Biochemische Zusammensetzung
      • Modifikation
      • Enzymatische Aktivität
      • Protein-Wechselwirkung (Hefe-2-Hybridsystem, Lumier- und BRET-Assay)
  • Konzentrierung und Reindarstellung (u. a. Chromatografie, Ultrazentrifuge)
Labor
© Fraunhofer IGB

Herstellung von pharmazeutischen, infektionsmodulierenden Enzymen

  • Expression
  • Enzymatische Aktivität
  • Aufreinigung
  • Charakterisierung

Ausgewählte Publikationen

Lieber, D.; Bailer S. M. (2013)
Determination of HSV-1 infectivity by plaque assay and a luciferase reporter cell line
Methods Mol Biol. 1064: 171-181. doi: 10.1007/978-1-62703-601-6_12.

Striebinger, H.; Koegl, M.; Bailer, S. M. (2013)
A high-throughput yeast two-hybrid protocol to determine virus-host protein interactions
Methods Mol Biol. 1064: 1-15. doi: 10.1007/978-1-62703-601-6_1.

Lenac Roviš, T.; Bailer, S. M.; Pothineni, V. R.; Ouwendijk, W. J.; Šimić, H., Babić, M.; Miklić, K.; Malić, S.; Verweij, M. C.; Baiker, A.; Gonzalez, O.; von Brunn, A.; Zimmer, R.; Früh, K.; Verjans, G. M., Jonjić, S; Haas, J. (2013)
Comprehensive analysis of varicella-zoster virus proteins using a new monoclonal antibody collection
J Virol. 87(12): 6943-6954. doi: 10.1128/JVI.00407-13.

Referenzprojekte

 

März 2021 – Dezember 2021

Personalisierter Fingerabdruck zur Detektion von Keimen in Flüssigkeiten

In dem über das Leistungszentrum Mass Personalization geförderten Projekt wird eine neue Technologie für den schnellen und spezifischen Nachweis von kontaminierenden Mikroorganismen in Flüssigkeiten entwickelt. Mittels verschiedener Methoden wird dabei ein personalisierter Fingerabdruck generiert.   

 

Februar 2021 – Dezember 2021

Healthy Air Initiative – Beratungszentrum für gesunde Raumluft

Um Unternehmen schnell wissenschaftlich fundierte Lösungen zur Reduzierung der Virusübertragung durch Aerosole aufzuzeigen, entwickelt das Beratungszentrum praktikable Lüftungskonzepte zur Aerosolvermeidung und schafft Anlaufstellen zur Beratung.

 

 

Oktober 2020 – September 2021

AVATOR – Thermische Inaktivierung Aerosol-getragener Viren

Eine erhöhte Infektionsgefahr mit SARS‑CoV‑2 geht von Aerosolen aus. Hier setzt das Vorhaben Virus‑Grill an: Durch die Inaktivierung von Viren mittels Erhitzung der Luft soll die Infektionswahrscheinlichkeit über in der Raumluft schwebende Tröpfchen vermindert werden.

 

Juli 2020 – Juni 2021

ViProTeFa – Entwicklung und Aufbau einer Virus-Protection-Test-Facility

Im Projekt bauen IPA und IGB eine weltweit einzigartige Testeinrichtung zur Qualifizierung von Schutzeinrichtungen und -maßnahmen auf. Ziel ist die standardisierte Prüfung von Ausrüstung und Reinigungsvorgängen und die Erarbeitung eines weithin gültigen Standards bzw. einer Norm.

 

Januar 2019 – Dezember 2019

NALFA – Schnelle Detektion pathogener Viren

Für Herpes simplex Virus 1 haben wir einen nukleinsäurebasierten Lateral Flow Assay zur schnellen Vor-Ort-Diagnostik etabliert. Der LFA eignet sich auch für SARS-CoV-2.

März 2014 – Dezember 2017

ELVIRA – Effektive Impfstoffe mit neuer Technologie

 

Im vorliegenden Projekt wird eine neue Methode zur Inaktivierung von Krankheitserregern für die Herstellung wirksamerer Impfstoffe unter Vermeidung von Chemikalien entwickelt.

September 2016 – August 2018

eVaccine – Eine neuartige Inaktivierungsmethode zur Herstellung eines kostengünstigen Poliovirus-Impfstoffes

 

Mit der Inaktivierung von Polioviren durch Bestrahlung mit niederenergetischen Elektronen soll in dem von der Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung geförderten Projekt eine neue Vakzinierungsstrategie mit dem Ziel der weltweiten Eradikation von Polioviren entwickelt werden.

 

 

Januar 2021 – Dezember 2024

Fraunhofer-Leitprojekt »FutureProteins«

Klimawandel und Umweltbelastungen stellen die Proteinproduktion vor neue Herausforderungen. Proteinquellen aus Pflanzen, Algen, Insekten und Pilzen bieten eine Alternative zu tierischen Nahrungsmitteln. Fraunhofer verfolgt im Leitprojekt FutureProteins daher das Ziel, zukunftsweisende Technologien für die Agrarwirtschaft und die Lebensmittelindustrie zu entwickeln: Sechs Fraunhofer-Institute entwickeln gemeinsam neue innovative Anbausysteme, Gewinnungsprozesse und Verarbeitungsverfahren, um Pflanzen-, Pilz-, Insekten- und Algenproteine für die Herstellung sensorisch ansprechender, nachhaltiger und proteinreicher Nahrungsmittel nutzbar zu machen.

 

Februar 2021 – Januar 2024

HypoWave+

Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung

Regionale Konkurrenzen um die Ressource Wasser sind keine Seltenheit. Durch Klimawandel, Urbanisierung und Verschmutzung der Wasserressourcen könnten sich diese Nutzungskonflikte in den nächsten Jahrzehnten noch verschärfen.