v1.0 Diese Untertitel sind live produziert. Endlich wieder Urlaubspläne schmieden. Doch können wir noch so unbeschwert reisen wie vor der Pandemie? Die Familie plant ein Urlaubsabenteuer, auf dem Rücken eines Wüstenschiffs. Tieren ganz nah kommen – ein echtes Highlight. Nicht nur für Kinder. Doch diese Nähe birgt auch Gefahr. Die Pandemie hat uns Vorsicht gelehrt. Gleichzeitig erhielt die Forschung einen regelrechten Schub. Von den wissenschaftlichen Erkenntnissen dieser Zeit profitieren wir jetzt und für die Zukunft. * beschwingte Musik * N'Abend zusammen. Puh, scheint ja so, als hätten wir Schlimmste hinter uns gebracht - also fürs Erste, womöglich. SARS-Cov-2 und alle seine Varianten. Die erste Pandemie der modernen vernetzten Welt. Und auf einmal wurde in allen Ländern nach der Wissenschaft der Viren gerufen. Bis dahin hatte doch niemand auf die Warnungen der Virologie gehört. Wir sind gereist, wohin wir wollten. Jetzt erfuhren wir: Wir sind Virenwirte, wir verteilen die Erreger über den ganzen Globus. Und die Welt schrie um Hilfe. Und sie hat die Hilfe bekommen - von der Wissenschaft. Die Entwicklungen der neuen Impfstoffe, ein wissenschaftlicher Kraftakt. Und wir sind um viele Erfahrungen und Begriffe reicher geworden. Maskenpflicht, Lockdown, Inzidenzen: Man könnte sagen, wir haben dazugelernt. Das wird auch wichtig sein für die Zukunft, denn die Virologie warnt schon wieder: Im Reich der molekularen Maschinen, also im Reich der Viren, gibt es noch ganz andere Bewohner als nur SARS-Cov-2. Die Gefahr scheint wie aus dem Nichts zu kommen. 2012 beginnt in Saudi-Arabien ein Wettlauf gegen die Zeit. * Husten * Ein 60-Jähriger erkrankt schwer an einer Lungenentzündung. Dem Mann geht es immer schlechter. In seinem Auswurf entdecken die Ärzte ein neuartiges Virus. Sie sind machtlos dagegen. Der Patient stirbt. Die neue Atemwegserkrankung erhält den Namen MERS, kurz für "Middle East Respiratory Syndrome". Im Schnitt stirbt jeder dritte Infizierte. Übertragungen von Mensch zu Mensch sind selten. Doch immer wieder treten neue Fälle auf. Eine weitere Verbreitung, gar eine Pandemie, lässt sich nur verhindern, wenn der Ursprung gefunden wird. Hinweise gibt das Virus selbst. Das MERS-Virus gehört zur Familie der Coronaviren und ist mit den SARS-Coronaviren verwandt. SARS-CoV-1 trat erstmals 2002 in China auf. SARS-CoV-2, das die aktuelle Pandemie auslöste, 2019. Fledertiere - Fledermäuse und Flughunde - gelten als möglicher Ursprung dieser Viren. Forschende wissen, dass die Tiere viele verschiedene Erreger in sich tragen. Darunter auch Coronaviren. Doch dieses Wissen allein kann die Ausbreitung der Viren nicht erklären Das zeigt sich auch bei SARS-CoV-2: Die Suche nach dem Ursprung der Pandemie führt Forschende in eine Kalksteinhöhle in Laos. Hier finden sie im Speichel von Fledermäusen die bisher engsten Verwandten des Virus. Doch bei den kleinen Säugetieren können sich Menschen kaum angesteckt haben. Die Höhle liegt weit entfernt von bewohnten Gebieten, Menschen begegnen den Fledermäusen so gut wie nie. Es muss einen Zwischenwirt geben, über den das Virus zu ihnen gelang. In China nehmen Forschende Proben von Nutz- und Zuchttieren, doch vom Virus keine Spur. Allerdings konnte bisher nur ein Bruchteil der Tiere getestet werden. Die Zeit drängt. Nur wenn wir wissen, welchen Weg das Virus nimmt, können wir uns schützen Ins Visier der Forschenden geraten Nerzfarmen. Hier werden auch wild gefangene Tiere gehalten. Diese stehen im Verdacht, Kontakt mit Fledermäusen gehabt und sich so angesteckt zu haben. Doch um das zu beweisen, konnten bisher nicht genug Proben genommen werden. In Saudi-Arabien stehen Forschende vor derselben Frage: Wie kam das MERS-Coronavirus zum Menschen? Auch hier stehen Nutztiere unter Verdacht. Im Blut von Dromedaren werden tatsächlich Antikörper gegen das Virus entdeckt. Die Kamele zählen im Nahen Osten zu den wichtigsten Nutztieren. Sie erkranken allenfalls leicht an MERS, eine Infektion bleibt meist unbemerkt. Zusammen mit dem engen Kontakt zum Menschen macht das die Tiere zu effektiven Zwischenwirten für das Virus. Das MERS-Virus wurde zwar in Saudi-Arabien entdeckt, doch sein Ursprung liegt woanders: in Afrika. Hier konnte das Virus in Fledertieren nachgewiesen werden. Vermutlich sprang es von diesen auf Dromedare über. Da Kamele besser an Dürren angepasst sind als Rinder, werden sie auch in Afrika zunehmend beliebter. Mit dem Kamelhandel gelangten infizierte Tiere schließlich nach Saudi-Arabien. In etlichen Ländern Afrikas, wie beispielsweise Kenia, sind Forschende spätestens seit der Pandemie besonders auf der Hut. Tierärzte nehmen regelmäßig Proben. So hoffen sie, mögliche Virus-Mutationen frühzeitig erkennen zu können – Varianten, die leichter auf den Menschen und sogar von Mensch zu Mensch übertragbar sein könnten. Am International Livestock Institute in Kenia werden die Proben untersucht. Die Ergebnisse sind von weltweiter Bedeutung. Denn nur wenn eine gefährliche Mutation rechtzeitig erkannt wird, kann eine mögliche Pandemie verhindert werden. Die vergangenen zwei Jahre haben uns gelehrt, wachsam zu sein. Nur dann lässt sich die neu gewon- nene Freiheit auch wieder genießen. Tja, Die neu gewonnene Freiheit. Wir müssen uns eingestehen, wir sind nicht allein auf dem Planeten. Da sind noch andere. Die Coronaviren sind uralt. Die waren schon da, da gab es noch keine Menschen. Hier macht sich der Konflikt auf zwischen Mensch und Natur. Je öfter und intensiver Tiere und Menschen zusammenleben, sich berühren, sich beriechen, umso Größer wird die Wahrscheinlichkeit für den Sprung über die Grenzen der Arten. Dann hilft nur noch modernste wissenschaftliche Forschung am noch Unbekannten. Die Covid-19-Pandemie ist da ein Lehrbeispiel. Die Notlage war groß, die Forschung hat sich fokussiert. Wir hatten eine Technologie im Köcher, und fand sofort Anwendung. Heißt auch: Wir könnten einer erneuten Notlage dadurch vorbeugen, dass wir bereits heute die Impfforschung von morgen fördern. Letzte Reisevorbereitungen. Natürlich müssen auch die Impfpässe mit ins Gepäck. Obwohl die Familie gegen Covid-19 geimpft ist, es bleibt ein Risiko. * ruhige Musik * Bereits neun Monate nach Beginn der Pandemie kam der erste Impfstoff auf den Markt. Diese schnelle Entwicklung war auch deshalb möglich, da Coronaviren der Wissenschaft schon lange bekannt sind. Viren sind tückisch. Sie verändern sich ständig. Das hält die Forschenden auf Trab. Kaum haben sie ein Virus identifiziert, taucht auch schon eine neue Variante auf. Eine Mutation. Den Forschenden bleibt nur zu versuchen, mit der Entwicklung der Viren Schritt zu halten. Doch damit hinkt auch die Impf- stoffentwicklung immer hinterher. Jede Virusvariante erfordert einen eigens auf sie zugeschnittenen Impfstoff. Er ermöglicht dem Körper, eine passende Immunabwehr aufzubauen. Aber dieser Schutz wirkt nur noch bedingt, sobald sich eine neue Virusvariante etabliert. Und sobald ein neuer Impfstoff auf dem Markt ist, gibt es bereits wieder eine neue Variante. Ein verlorener Wettlauf. Doch es gibt Ideen, die Viren zu überlisten. In New York arbeiten Forschende an der Icahn School of Medicine at Mount Sinai seit vielen Jahren an der Entwicklung eines Universalimpfstoffs. Unter der Leitung des Mikrobiologen Prof. Peter Palese suchen sie nach Virus-Merkmalen, die sich nicht oder kaum verändern. In ihrem Fokus stehen zunächst Grippeviren. Sie untersuchen, auf welche Weise sich die Viren im Laufe der letzten 100 Jahre verändert haben. Eine frühe Variante ist das Virus der Spanischen Grippe, das 1918 eine verheerende Pandemie auslöste. Innerhalb weniger Monate starben mehr als 100 Millionen Menschen. Bis heute wird das Virus in Laboren verwahrt und untersucht. Beim Vergleich der damaligen Variante mit heutigen Grippeviren wird deutlich: Nicht alle Merkmale verändern sich gleich stark. Es gibt Teile, die so gut wie unverändert bleiben. Unser Immunsystem reagiert besonders auf die "Spike"-Proteine. Mit ihrer Hilfe dringen die Viren in unsere Zellen. Das Problem: die Köpfchen verändern sich ständig, neue Varianten entgehen so der Immunabwehr. Weitestgehend unverändert bleiben hingegen deren Stiele. Doch auf diese reagiert unsere Abwehr nicht. Noch nicht. Das Team in New York will unser Immunsystem gezielt darauf trainieren. Dazu müssen die Spike-Proteine künstlich verändert werden. Die künstlichen Köpfchen sollen von der Immunabwehr ignoriert und stattdessen die Stiele angegriffen werden. Wenn das gelingt, könnte mit Hilfe der künstlichen Viren ein neuer Impfstoff entwickelt werden. Ein Game-Changer, der gegen verschiedene Grippeviren und deren Varianten wirken könnte. Endlich wären wir den Grippe- Erregern einen Schritt voraus. Und in Zukunft vielleicht auch den Coronaviren. Die Erfahrungen mit der Pandemie zeigen, dass es sich lohnt, in die Entwicklung eines Universalimpfstoffes zu investieren, um Schritt halten zu können. Da unten, im Reich der molekularen Variationen, da tut sich unglaublich viel. Ständig tauchen neue Mutationen auf. Die werden im Wechselspiel mit der Umwelt bewertet. Da entscheidet sich, was bleibt. Die meisten Veränderungen sind wirkungslos. Aber einige bleiben eben doch. Warum? Weil sie besonders wirksam sind. Weil sich durch sie für das Virus etwas ändert. Meistens verbessert, z.B. die Verbreitung wird leichter. Mit anderen Worten: Wir stecken uns schneller und leichter an. Und das ist unvermeidlich. Da unten im Reich der Moleküle scheint nur der Zufall zu regieren, aber das stimmt nicht. Es gibt dort Gesetze. Und das Verständnis dieser Gesetze, also Grundlagenforschung zu betreiben, das ist unsere stärkste Waffe gegen die Pandemie. Tja ... Genau beobachten, die Zusammenhänge und Indizien erkennen und dann die richtigen Schlüsse ziehen, das hat schon in der Vergangenheit immer prima funktioniert. Auch im Kampf gegen unsichtbare Gefahren. 1854: In London wütet die Cholera. 70 % aller Infizierten sterben. Anders als seine Kollegen, glaubt der Arzt John Snow nicht daran, dass sich die Cholera über die Luft verbreitet. Denn dann müssten auch Ärzte erkranken, was nur selten passiert. Snow hat einen anderen Verdacht. London wird von zwei Wasserwerken versorgt, die Wasser aus der Themse entnehmen. Eines in der Stadt, das andere außerhalb, flussaufwärts. Die Stadtteile, die mit dem Wasser aus der Stadt versorgt werden, sind deutlich stärker von der Cholera betroffen. Könnte sich die Krankheit über das Wasser verbreiten? * ruhige Musik * John Snow sucht den Beweis. Auf einer Karte trägt er ein, wo die Cholera-Toten wohnten und von wo sie ihr Wasser bezogen. Und tatsächlich: um eine bestimmte Wasserpumpe häufen sich die Todesfälle. Die letzte Bestätigung liefert der Tod einer Patientin außerhalb von London. Das einzige Opfer an einem sonst seuchenfreien Ort. Sie wohnte früher in London. Aus alter Gewohnheit trank sie noch immer das Wasser aus eben jener Pumpe in der Stadt. Für Snow ist das der Beweis. Er lässt die Wasserpumpe stillgelegen, die Cholera geht tatsächlich zurück. Damit hat Snow zum ersten Mal in der Geschichte durch akribische Nachverfolgung tau- senden Menschen das Leben gerettet. Das systematische Sammeln und Auswerten von Daten machte bald Schule bei der Bekämpfung grassierender Erreger. Heutige Methoden gehen weit über reine Nachverfolgung hinaus. Nicht nur der Ursprung der aktuellen Pandemie soll ermittelt werden, sondern auch, wie sie sich in Zukunft entwickeln könnte. In die Modelle fließt eine Vielzahl an Daten ein, wie z.B. die Mutationsrate des Erregers, seine Übertragbarkeit, die Todes- und Genesungsrate, das Kontaktverhalten oder die Impfbereitschaft. Die Menge an Daten ist erstaunlich. Das Modell des RKI z.B. berücksichtigt auch die globalen Flugbewegungen. Pro Jahr sind das Flugdaten von etwa drei Milliarden Passagieren zwischen mehr als 4000 Flughäfen. Die Parameter können sich zudem ändern, etwa durch Maßnahmen wie Lockdowns oder eine mögliche Impfpflicht. Entsprechend ändern sich auch die Prognosen und damit wiederum die nötigen Maßnahmen. Mit jedem neuen Erreger lernen Epidemiologen mehr über die Dynamik, mit der sich Viren und Bakterien verbreiten. Damit steigen auch die Chancen, beim nächsten Mal schneller reagieren zu können und die gewohnte Freiheit wiederzugewinnen. Epidemiologie ist eine hochinteressante Wissenschaft. Eigentlich eine Wissenschaft vom menschlichen Verhalten. Also wie es ist und wie es sein sollte, im Ernstfall, einer Pandemie z.B. Und sie verbindet Labor-Bedingungen mit der Wirklichkeit. Im Labor sind die Bedingungen immer gleich, aber in der Wirklichkeit gibt es einen ständigen Wandel. Es wandelt sich z.B. auch die Infektiosität von SARS-CoV-2-Virus im Laufe eines Jahres. Die hängt davon ab, wie die Luftfeuchtigkeit ist, die Temperatur und das Verhalten der Bevölkerung. Daraus dann die richtigen Prognosen abzuleiten, das ist die hohe Kunst der Epidemiologie. Wobei die Komplexität der verschiedenen Einflussfaktoren natürlich eine punktgenaue Vorhersage schwierig machen. Was möglich ist, ist aber immer, Wahrscheinlichkeiten anzugeben, wie wird sich das Infektionsgeschehen in Zukunft entwickeln. Die Politik lernt daraus, ob und wie nicht-pharmazeutische Maßnahmen gewirkt haben. Z.B. Kontaktbeschränkungen, Maskenpflicht, Schulschließungen. Und die Wirksamkeit auch von Hygienemaßnahmen. Und da kann uns neueste Technologie behilflich sein. Man gibt sich eben nicht mehr die Klinke in die Hand. Kollaborativer Sechsachs-Knickarm, multimodale 3D-Sensorik, autonome Navigation. Wird uns dieser Roboter im Kampf gegen Krankheitserreger helfen? Hygiene hat in Kliniken einen besonders hohen Stellenwert. Unterschiedliche Erreger und ge- schwächte Patienten auf engem Raum: Die Gefahr einer Ansteckung ist hier besonders hoch. Sorgfältige Hygiene bietet Schutz, doch Pflege- und Reinigungskräfte sind nicht nur zu Pandemiezeiten überlastet. Das RKI empfiehlt für viele Klinik-Bereiche eine tägliche Wischdesinfektion, z.B. Oberflächen, die häufig berührt werden. Und bei Covid-Patienten muss vor jedem Zimmer frische Schutzkleidung angelegt werden. Die scharfen und aggressiven Desinfektionsmittel können zudem Haut und Lunge schädigen. Abhilfe sollen Roboter schaffen. Sie übernehmen bereits heute Routineaufgaben, fahren z.B. Speisen von der Krankenhausküche zur Station. Jetzt sollen sie noch weitere Aufgaben übernehmen, z.B. Medikamente transportieren. Damit sie selbständig zu ihrem Zielort fahren können, kommen Sensoren und Kameras zum Einsatz. Damit erkennen die Roboter Hindernisse, können rechtzeitig anhalten oder ausweichen. Am Fraunhofer Institut, IPA in Stuttgart, wird ein neuartiges Modell entwickelt, unterstützt durch Forschungsgelder zur Bekämpfung der Pandemie. "DeKonBot" könnte wertvolle Dienste leisten. Hier lernt der erste Prototyp das Desinfizieren von Oberflächen, die häufig berührt werden. Was für uns leicht aussieht, muss der Roboter mühsam lernen. Z.B. Türklinken erkennen. Dazu wurde sein Programm mit unzähligen Bildern von Türklinken gefüttert. Machine Learning nennen Forschende das Verfahren, mit dem der Roboter gelernt hat, die wiederkehrenden Muster zu erkennen. Sein Nachfolgemodell "DeKonBot2" soll bald auch Tische und Stühle reinigen und Türen öffnen können, um so Behandlungsräume selbstständig zu desinfizieren. Bereits 2023 könnte DeKonBot2 in den ersten Kliniken eingesetzt werden. Eine durch die Pandemie beschleunigte Innovation, die Klinikpersonal entlasten und so uns allen zugutekommen kann. Ist noch ein bisschen ungewohnt, der Kollege Roboter. Aber er kann dem Personal in medizinischen Einrichtungen schon helfen - und genau darum wird es gehen in Zukunft. Diese monatelange Hochbelastung des medizinischen Personals zu verhindern, das wird eine der wichtigen Aufgaben sein für die zukünftige Vorbereitung auf eine neue Pandemie. Es gibt Aufgaben, die unbedingt nötig sind, die aber zu automatisieren sind. Dafür könnte eine solche Einrichtung wie so 'n Roboter hilfreich sein. Das ist der Ansatz, den Einrichtungen, die solche Hygiene-Roboter entwickeln, verfolgen Schließlich soll die Arbeit in Krankenhäusern und Seniorenheimen und wo auch immer Menschen gepflegt und geholfen werden muss, natürlich eine Arbeit von Menschen mit Menschen sein. Wie sich das allerdings bewehrt, das wird erst die Praxis zeigen. Wir werden was ausprobieren, werden unsere Erfahrungen machen. Und wir werden lernen, wie sowas einzusetzen ist. Überhaupt: Wir lernen ja im laufenden Betrieb, auch im laufenden Wissenschaftsbetrieb. Gerade und insbesondere die Corona-Pandemie hat uns das gezeigt. Da sind nämlich einige große Überraschungen aufgetaucht. Paul und Satyat spielen seit Jahren zusammen Squash, doch heute ist etwas anders. Die beiden Männer teilen viel: Sie sind sportlich, achten auf ihre Ernährung und arbeiten zusammen im selben Büro. Sorgen wegen Corona machen sie sich nicht mehr. Beide sind geimpft. Das Spiel hat Satyat mehr als sonst angestrengt. Auch Paul fühlt sich nicht ganz gesund. Was sie jetzt noch nicht wissen: Beide sind infiziert, sie haben Covid-19. Fünf Tage später: Paul hatte nur leichte Symptome, er ist wieder fit. Doch Satyats Platz bleibt leer. Er ringt auf der Intensivstation um sein Leben. Dabei hatte er wie Paul kein erhöhtes Risiko: weder hohes Alter, noch Übergewicht, Bluthochdruck oder eine chronische Erkrankung. Solch unterschiedliche Verläufe von Covid-19 alarmieren Forschende seit Beginn der Pandemie. Ihre Vermutung: Die Gene könnten eine entscheidende Rolle spielen. Damit beginnt eine aufwendige Suche, denn unser Erbgut enthält mehr als 25.000 Gene. Die Forschenden fahnden in den Daten weltweiter Gen-Studien nach Hinweisen: Auf Chromosom 3 finden sie schließlich einen verdächtigen Abschnitt: das Risiko-Gen LZTFL1. Patienten mit schwerem Covid-Verlauf tragen überdurchschnittlich oft diese Gen-Variante. Sie steht im Verdacht, die Abwehrreaktion von Schleimhaut- zellen in der Lunge zu hemmen. Das Virus hätte so leichtes Spiel. Eine weitere Studie zeigt: die Häufigkeit dieser Gen-Variante ist nicht überall gleich. In Afrika findet sich das Risikogen bei etwa zwei Prozent der Bevölkerung. Bei uns tragen es deutlich mehr Menschen: rund 15 % aller Europäer. Und in Südostasien, wie z.B. Indien, sind es sogar bis zu 60 %. Das könnte erklären, warum Satyat, dessen Familie ursprünglich aus Indien stammt, schwerer erkrankte als Paul. Auch er trägt das Risiko-Gen in sich. Eine Erklärung dafür, warum diese Gen-Variante so ungleich verteilt ist, finden Forschende in 50.000 Jahre alten Knochen: Neandertaler-Knochen. In dem Erbgut, das sie daraus gewinnen, lässt sich das Risikogen LZTFL1 nachweisen. Irgendwann muss dieses Neandertaler-Gen einen Weg in das Erbgut unserer Vorfahren, Homo Sapiens, gefunden haben. Vermutlich, als diese vor rund 45.000 Jahren aus Afrika einwanderten. Lange wurde angenommen, Homo Sapiens und Neandertaler hätten nur nebeneinander gelebt. Doch Genuntersuchungen belegen: Sie müssen gemeinsamen Nachwuchs gezeugt haben. Bis zu drei Prozent der Gene heutiger Europäer stammen vom Neandertaler. Von Europa aus trug der moderne Mensch das Risikogen schließlich um die Welt. In Asien hat sich dieses Gen besonders durchgesetzt. Warum, wird noch immer untersucht. Doch es muss von großem Vorteil für die Menschen hier gewesen sein. Neuste Forschungen deuten darauf hin, dass das Risikogen einen Schutz vor ehemals tödlichen Krankheiten wie Pocken oder Cholera geboten haben könnte. Krankheiten, die in Asien einst weit verbreitet waren. * rhythmische Musik * Ein Blick in die Gene könnte zukünftig dabei helfen, Risikogruppen gezielt zu identifizieren. Auch das ist eine Lehre aus der Pandemie, die unser aller Freiheit schützen hilft. Übrigens, es gibt zwei Arten von Freiheit. Die Freiheit von, also frei von äußeren und inneren Zwängen. Das ist die Willensfreiheit. Da steht das eigene Wollen im Vordergrund: Egal wie, ich will. Dann gibt es die Freiheit zu, die positive Freiheit zu handeln. Also Handeln in der Kenntnis der eigenen Möglichkeiten und Optionen, aber auch in der Kenntnis der tatsächlichen Grenzen. Ich glaub, das ist wichtig in diesen Zeiten, denn das Coronavirus hat uns eines gezeigt: Es gibt Grenzen unserer Willensfreiheit. Wir sind nicht frei, wenn uns ein Virus ans Bett fesselt. Oder es unser Gesundheitssystem gefährdet. In so 'ner Situation nach Freiheit zu schreien verkennt die Lage, denn wir sind ein Teil der Natur. Wir Menschen sind ein Produkt und ein Teil der Natur. Aber bei uns kommt was hinzu: Nämlich die Fähigkeit, zu handeln. Eben die Handlungsfreiheit. D.h., im richtigen Moment das Richtige zu tun. Und da helfen uns Forschung und Wissenschaft. Und gerade in diesen Zeiten, wenn man nicht so genau weiß, wo geht denn nun diese Corona-Pandemie hin und was wird da kommen, lohnt es sich, auf die warnenden Stimmen aus Virologie und Epidemiologie zu hören. Denn sie sagen uns, wo wir frei sein können. Wo wir unseren Träumen, Hoffnungen und Visionen nachgehen können und wo nicht. Wo die Natur einfach nicht mit sich verhandeln lässt. Weise die, die den Unterschied verstehen.