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It’s a viral world

Wer vergessen hatte, dass Viren das Leben der Menschen auf den Kopf stellen können, der weiss es nun wieder. Aber natürlich gibt es nicht nur Sars-CoV-2. Ich habe mich die letzten Wochen intensiv mit dem Polio-Virus auseinandergesetzt. In der Schweiz und anderen wohlhabenden Ländern ist die Infektionskrankheit seit Jahren fast vergessen. In Ländern wie Indien oder Nigeria hat das Virus aber noch bis vor kurzem Kinder gelähmt.

Eine Gruppe von Organisationen, Rotary und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) an der Spitze, kämpfen seit Jahrzehnten für eine Welt ohne Polio. Eigentlich wollten sie das Virus bis ins Jahr 2000 ausrotten – doch das stellte sich als viel komplizierter heraus als gedacht. Und so gibt es noch heute Polio. In einer Episode des SRF-Podcasts Kopf voran erzähle ich die Geschichte dahinter.

Zwei Interviewpartner führen durch die packende Story: Urs Herzog, ein pensionierter Chirurg, der als achtjähriger selbst an Polio erkrankte und heute bei Rotary für eine Welt ohne Polio kämpft. Urs Herzog war mit mir auch noch Live-Gast im Treffpunkt von SRF 1, wo er von seiner Arbeit erzählt hat.
Ohne Hamid Jafari von der WHO wäre der Podcast nicht halb so gut geworden. Er war der Chef des Teams, das 2011 das Polio-Virus in Indien ausgerottet hat – ein Erfolg, den viele Experten für unmöglich hielten. Heute leitet Jafari die Polio-Kampagne in Pakistan und Afghanistan, die einzigen Länder auf der Welt, in denen es noch Polio gibt.

Zwei Kinder, die an Polio erkrankt waren, werden von einer Physiotherapeutin behandelt, USA 1963. Wikimedia

Während der Recherche wurde mir immer klarer, dass auch die Geschichte vor dieser Geschichte unglaublich spannend ist: Polio tauchte im 19. Jahrhundert quasi aus dem Nichts auf, schockte die Metropole New York 1916 mit einem furiosen Ausbruch, bei dem 25’000 Menschen gelähmt wurden und 9’000 starben. Danach verbreitete Polio in vielen Ländern Angst und Schrecken, bis in den 1950ern zwei Impfstoffe entwickelt wurden.

Diese Geschichte erzähle ich in einer zweiten Episode von Kopf voran mit dem britischen Mediziner und Autor Gareth Williams, der eine wunderbare Geschichte über Polio geschrieben hat. Zusammen haben wir festgestellt: obwohl grosse Teile dieser Geschichte viele Jahrzehnte her sind, die Parallelen zum Umgang der Gesellschaft, Politik und Wissenschaft mit dem Polio-Virus damals und mit dem Corona-Virus heute sind fast schon gespenstisch.

Die Kolleginnen und Kollegen von SRF Kultur online haben ein schönes Kurzvideo zur Polio-Geschichte gemacht.

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Wael lebt – dank Phagen

In der Phagentherapie ist in den letzten Jahren viel passiert. Es hat eine Reihe von spektakulären Heilungen gegeben, einige davon wurden sorgfältig dokumentiert und veröffentlicht. Die Studie Phagoburn, die von der EU finanziert wurde und in der Brandverletzte mit Infektionen mit Phagencocktails behandelt wurden, ist abgeschlossen – leider nicht sehr erfolgreich. Verschiedene Probleme verhinderten dies, zum Beispiel war der Phagencocktail weniger stabil als gedacht und die Patienten wurden deshalb mit einer tieferen Phagenkonzentration behandelt als geplant.

Die Phagenforscher Jean-Paul Pirnay (1.v.l.) Nino Grdzelishvili (3.v.l.) treffen Wael und seine Eltern zum ersten Mal. Weiter im Bild: Khadidja Rezig (Mutter, 2.v.l.) und Arzt Patrick Soentjens (ganz rechts).
Bild: Sofiane Rezig

Wichtig war auch eine Entwicklung in Belgien: Dort haben Forscher, Ärzte und Behörden einen pragmatischen Ansatz gefunden, wie Patienten mit schweren Infektionen mit Phagentherapie behandelt werden können, auch wenn die Methode noch nicht von der europäischen Zulassungsbehörde EMA zugelassen ist. Im Zentrum des Modells steht das Königin-Astrid-Militärkrankenhaus in Brüssel. Das Team um Jean-Paul-Pirnay stellt dort verschiedene Phagenpräparate in einer Qualität her, die für Behandlungen von Menschen eingesetzt werden können, sogar IV-Behandlungen wurden schon erfolgreich durchgeführt.

Im Sommer 2019 konnte ich das Brüssler Militärkrankenhaus besuchen, Jean-Paul Pirnay und andere Forscher und Forscherinnen und ehemalige Patienten treffen. Darunter den kleinen Wael, dem die Phagenforscher das Leben gerettet haben. Ich habe darüber eine Sendung für Radio SRF produziert. Ebenfalls in der Sendung: ein Gespräch mit der britischen Phagenforscherin Martha Clokie über die ökologische Rolle der Phagen – vom Meer bis zum Menschen.

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Blick hinter die Katastrophe

Der Aralsee war einst der viertgrösste See der Welt. Doch davon ist fast nichts übrig geblieben, weil ihm die Landwirtschaft Zentralasiens den Wasserhahn zugedreht hat. Uno-Generalsekretär António Guterrez nannte es «die wohl grösste Umweltkatastrophe, die der Mensch in neuerer Zeit verursacht hat».

Zurückgeblieben ist eine neue Wüste, die Aralkum. Sie ist 50’000 km² gross und an vielen Stellen von Salz bedeckt. Stürme wirbeln es auf und verteilen es weitherum auf den Äckern und Häusern. Das gefährdet die Gesundheit der Menschen und die Fruchtbarkeit der Äcker.

Die Länder der Region haben vor Jahren schon den Fonds zur Rettung des Aralsees gegründet. Doch gerettet wird der See nie mehr. Die Menschen brauchen das Wasser für sich.

In Zukunft wird das Wasser weniger werden: die Bevölkerung nimmt stark zu, und der Klimawandel führt im Sommer zu Knappheit.

Wie weiter? Dieser Frage bin ich im Juni auf einer Recherchereise durch Zentralasien nachgegangen. Ich bin mit einigen Antworten und vielen neuen Fragen zurückgekehrt. Die kann man nun nachlesen und hören:

Der verschwundene Aralsee könnte erst der Anfang sein (Text)

«Blue Peace»: Was kann Schweizer Wasserdiplomatie bewirken? (Text)

Aralsee – eine Umweltkatastrophe mit Fortsetzung (Radiosendung)

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How to tell a good story

I have been asked to write a piece about science communication and phage therapy for a special issue of the journal Viruses:  Hurdles for Phage Therapy (PT) to Become a Reality. It has been just published. I discuss in it how phage therapy has been communicated since the mid 1990’s when Western scientists became aware of it again after the Iron Curtain came down.

I argue that in terms of communication it has been a special case in science communication. First, there was widespread ignorance about the subject in many important communities: doctors, scientists, regulatory officials, investors, industry, and, of course, in the public as well. Second, phage therapy is experiencing a long period in which its proponents have not been able to bring it back to the markets in the Western world. I discuss shortly in the paper why this so, but concentrate mainly on the point that this entails special dangers for the communication about this discipline: How to raise awareness in the public in a scientific field that needs awareness but does not produce much news for quite some years?

To write the paper a had to do quite some research in the literature and on the web. I am glad since I haven’t had the time to do this for quite a while. I came across quite a few interesting developments in the field. If you are interested in these consider reading the paper. Some of them are discussed there.

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Homestory mit Eisbären

In der aktuellen Ausgabe von «Science» ist ein bemerkenswertes Paper über Eisbären erschienen. Forscher um Anthony Pagano vom US Geological Survey  haben untersucht, wie viel Energie Eisbären verbrauchen. Darüber gab es bisher nur Schätzungen.

Die Forscher haben auf dem Meereis vor Prudhoe Bay, Nordalaska, elf Eisbären gefangen, betäubt und ihnen einen harmlosen Stoff ins Blut injiziert, mit dem sich später der Energieumsatz bestimmen liess. Zur selben Zeit haben sie den Bären Kameras an einem Halsband umgelegt. So konnten sie sehen, wie sich die Bären fortbewegen, wie oft sie schwimmen oder ruhen – und wie oft sie fressen.

Die Kameras haben einen coolen Einblick ins Leben der Eisbären geliefert (Credit: USGS und Polar Bears International):

Nach acht bis elf Tagen haben die Forscher die Eisbären wieder gefangen, eine Blutprobe entnommen, sie gewogen, und die Kameras geborgen. Die Messungen ergeben ein beunruhigendes Bild: Fünf von neun Eisbären haben in der Messperiode abgenommen, obwohl es Frühling war und damit eigentlich eine gute Jagdzeit.

Eisbären können fasten, wenn ihnen das Jagdglück nicht hold ist, aber die Stoffwechseltests zeigten: Ihr Energieverbrauch ist 1.6 mal höher als bisher gedacht. Wenn das Meereis weiter zurückgeht, wird die Jagd auf Robben schwieriger, und die Fortbewegung auf dem fragmentierten Eis und schwimmend im Wasser verbraucht noch mehr Energie. Dies wird die Eisbären weiter unter Druck setzen.

Eisbären brauchen soviel Energie, dass sie ihren Bedarf fast ausschliesslich über Robben decken können, weil diese von einer enorm energiereichen Fettschicht eingehüllt sind.

Ein anderes Paper, das vor kurzem erschienen ist, hat untersucht, woher die Nahrung der Eisbären letztlich kommt, was also am Beginn der Nahrungskette steht. Thomas A. Brown und seine Kolleginnen und Kollegen haben herausgefunden: am Ursprung liegen Algen, die im Meereis leben – und nicht etwa solche, die im freien Wasser schwimmen.

Das können die Forscher sagen, weil sie im Lebergewebe von Eisbären einen Überhang von charakteristischen Fetten der Meereis-Algen gefunden haben. Das zeigt: das Schicksal der Eisbären ist sehr eng mit dem Meereis verbunden.

Wer im November diesen Blog etwas verfolgt hat, als ich von der Forschungsfahrt des norwegischen Forschungsschiffs «Helmer Hanssen» um Spitzbergen berichtet habe, weiss: die Meereisalgen standen im Fokus der Fahrt und sie sind quasi die Lieblingspflanzen von Rolf Gradinger, dem Leiter der Fahrt.

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Enorm lichtempfindlich

Wer in diesem Blog den einen oder anderen Beitrag über die Forschungsfahrt der «Helmer Hanssen» gelesen oder gehört hat, weiss: Oft machten die Forscherinnen und Forscher die Bordlichter aus, bevor sie das Schiff an eine neue Stelle manövrierten, um eine Plankton-Probe zu nehmen.

Als ich dies das erste Mal sah, fragte ich nach dem Grund. Raphaelle Descoteaux erklärte es: Forscherkollegen hätten herausgefunden, dass die Planktonwesen in der Polarnacht derart lichtempfindlich sind, dass sie sofort verschwinden, wenn das beleuchtete Schiff sich nähert.

Jørgen Berge (r) und Geir Johnsen locken im Januar 2017 am Pier von Ny-Ålesund mit künstlichem Licht Plankton an. Quelle: O.M. Rapp/AAAS

Heute ist nun in der Zeitschrift «Science Advances» das Paper erschienen, das diese Beobachtungen beschreibt: «Use of an Autonomous Surface Vehicle reveals small-scale diel vertical migrations of zooplankton and susceptibility to light pollution under low solar irradiance». Die Forscher berichten darin, dass die Schiffsbeleuchtung der «Helmer Hanssen» das Plankton in einem Umkreis von bis zu 190 Metern vertreibe.

Einer der Autoren des Papers ist Jørgen Berge von der Universität Tromsø. Er ist eine der treibenden Kräfte hinter der Erforschung des biologischen Treibens in der Polarnacht – und einer der Mitentdecker des Phänomens. Ich habe ihn im Mai 2017 getroffen, als ich nach dem Besuch im arktischen Forscherdorf Ny-Ålesund einen Tag in Tromsø verbracht habe, um Interviews zu führen.

Jørgen hat mir damals erzählt, welcher Zufall zur Entdeckung geführt hat, dass die Polarnacht von biologischer Aktivität erfüllt ist. Aus diesem faszinierenden Interview habe ich einen Beitrag gemacht, der am letzten Wochenende im Wissenschaftsmagazin SRF gesendet worden ist.

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Phagentherapie – phage therapy

Das Paper beschreibt detailliert, wie bei einem Patienten, der an einer ernsthaften Infektion mit Antibiotika-resistenten Bakterien litt, eine Phagentherapie durchgeführt wurde – sogar mit intravenös verabreichten Phagen. Der Patient überlebte.

Die Forscher und Ärzte gingen sehr sorgfältig vor, trafen zum Beispiel Vorkehrungen, dass sie dem Patienten mit den Phagen keine Toxine verabreichten. Das Paper liest sich wie ein Lehrbuch über Phagentherapie im Kurzformat. Exzellent.

Neben den Phagen bekam der Patient auch die ganze Zeit über Antibitiotika verabreicht – und so diskutieren die Forscher auch, welchen Anteil an der Heilung den Phagen zukommt. Weil es dem komatösen Patienten nach Gabe der ersten Phagen schnell deutlich besser ging, sind sie der Meinung, dass die Viren einen wichtigen Anteil an der Heilung hatten. Zusätzlich vermuten sie eine synergistische Wirkung der Phagen mit einem der eingesetzten Antibiotika; ein Phänomen, das schon länger diskutiert wird.

Das Fazit der Forscher und Ärzte: «Der Ausgang des [beschriebenen] Falls […] legt nahe, dass es stärkere Anstrengungen geben sollte, um die Phagentherapie für Infektionen mit multiresistenten Bakterien zu erforschen.»

The paper is a detailed description of a case where phage therapy was used to save a patient with a severe infection. The bacteria were resistant against a multitude of antibiotics. Phages were administered via different routes, even intravenously. The patient survived.

The researchers and doctors were meticulous. F.i. they made sure that they did not inject any toxins with the phage. The excellent paper amounts to a short version of a textbook about phage therapy.

Besides phages, the patient received during the whole course of the treatment antibiotics as well. Hence, the researchers discuss to what degree the success of the treatment can be attributed to the phage. Since the patient got better quickly after the first phage administrations they think that the viruses had an important effect. They speculate that the phage might have had a synergistic effect with one of the drugs. This phenomenon has been discussed before.

The researchers and doctors conclude: «The outcome of this case suggests that the methods described here for the production of bacteriophage therapeutics could be applied to similar cases and that a more concerted efforts to investigate the use of therapeutic bacteriophages for MDR bacterial infections are warranted.»

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Eintauchen in die Arktis

Nun online: Das Feature über die Fahrt der «Helmer Hanssen» und die heroischen Expeditionen von Nansen, De Long, Andrée und anderen:

«In Nacht und Eis»

Tipp: Herunterladen und nicht streamen. Die Tonqualität ist viel besser.

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Lichterfest im Polarmeer

 

Bei srf.ch ist jetzt ein längerer Artikel über die Expedition der «Helmer Hanssen» aufgeschaltet. Er erzählt von den wissenschaftlichen Zielen und ersten Resultaten, von leuchtenden Kreaturen und anderen polaren Phänomenen, aber auch vom Alltag an Bord.

Dazu ein Stück über die Arktis-Expeditionen von früher: die Drift der «Fram», die Katastrophe der «USS Jeannette» oder Salomon Andrées tragische Ballonfahrt.

 

Am 29. Dezember gibt’s dann in der Sendereihe Passage 2 auf Radio SRF2 Kultur die Synthese davon: eine Stunde Radio-Feature über die magische Anziehungskraft von «Nacht und Eis».