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1,917 Research products, page 1 of 192

  • COVID-19
  • German

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  • Other research product . 2004
    Open Access German
    Authors: 
    Robert Koch-Institut;
    Publisher: Robert Koch-Institut, Epidemiologie und Gesundheitsberichterstattung
    Country: Germany
  • Open Access German
    Authors: 
    Schumacher, Carmen; Wallau, Anja; Schmitz, Udo; Wilhelm, Klaus; Abels, Susanne; Streeck, Hendrik; Eis-Hübinger, Anna M.; Ko, Yon-Dschun;
    Publisher: Robert Koch-Institut
    Country: Germany

    Die Unklarheit, ob Patienten bei stationärer Aufnahme SARS-CoV-2-infiziert sind, stellt wegen den erforderlichen Maßnahmen zum Schutz vor Virusübertragungen auf Patienten und Personal eine besondere Herausforderung dar. Bei (zum Untersuchungszeitpunkt) niedriger Inzidenz in der Stadt Bonn konnten in der im Epidemiologischen Bulletin 43/2020 veröffentlichten Untersuchung keine relevanten Einträge unerkannter SARS-CoV-2-Infektionen in 2 untersuchten Bonner Kliniken beobachtet werden. Die regionale SARS-CoV-2 Inzidenz kann als Grundlage für die Entscheidung über eine ggf. kurzfristige Einführung von Screening-Untersuchungen bei Aufnahme in ein Krankenhaus der Region genutzt werden. Die Ergebnisse unterstützen die Vorgaben der nationalen Teststrategie SARS-CoV-2 in der empfohlen wird, die Testung stationär aufzunehmender Patienten und des Personals „unter Berücksichtigung der epidemiologischen Lage“ durchzuführen.

  • Open Access German
    Authors: 
    Schiller, Markus;
    Country: Germany

    Etacrynsäure – ein langjährig eingesetztes Diuretikum – und verschiedene ihrer Derivate sind als nichtpeptidische Inhibitoren von Cystein-Proteasen bekannt. Einige Amid-Derivate besitzen bezüglich des SARS-CoV sowohl enzymhemmende (SARS-CoV-Mpro) als auch antivirale Wirkung. Das elektrophile Strukturfragment des Moleküls, das als Michael-Akzeptor eine Reaktion mit dem active-site Cystein-Rest der Protease eingehen kann, ist die a,b-ungesättigte Carbonyleinheit in der Acyl-Seitenkette. Ausgehend von der Etacrynsäure als Leitstruktur wurden durch Strukturvariationen neue Etacrynsäure-Derivate, bevorzugt Amid-Derivate, dargestellt. Zusätzlich zu diesen Verbindungen wurden außerdem weitere Etacrynsäure-Derivate synthetisiert, die durch Biotin- und Deuterium-Markierung als Modellsubstanzen zum In-vitro-Nachweis des Wirkstoffes in biochemischen und spektroskopischen Assays dienen. Als deuterierte Spezies wurde mit der d9-Etacrynsäure ein hochdeuteriertes Wirkstoff-Analogon dargestellt. Der Grad der Deuterium-Markierung konnte durch Kupplung von d13-n-Hexylamin an die d9-Etacrynsäure noch auf ein d22-Amid-Derivat erweitert werden. Insgesamt konnten neben dem direkten d9-Analogon des Wirkstoffes drei weitere Amid-Derivate erhalten werden. Zur Testung der erhaltenen Substanzen an der SARS-CoV-Mpro war die Synthese eines FRET-Substrats erforderlich. Dafür wurde mittels automatisierter SPPS ein Dekapeptid mit dem FRET-Donor-Akzeptor-Paar Anthranilsäure – Nitrotyrosin hergestellt. Das Substrat besitzt die Sequenz H2N-Abz-Ser-Val-Thr-Leu-Gln-Ser-Gly-Tyr(NO2)-Arg(Mts)-COOH. Der Km-Wert für die SARS-CoV-Mpro wurde unter Berücksichtigung des inner filter effect zu 190 ± 23 µM bestimmt. Zur Evaluation der enzymhemmenden Aktivität wurden die synthetisierten Inhibitoren an den drei Enzymen SARS-CoV-Mpro, SARS-CoV-PLpro und Cathepsin L getestet. Als potenteste Inhibitoren wurden das Bromanisol MS07 (Ki = 52.7 µM, SARS-CoV-Mpro) sowie das Norethyl-Derivat der Etacrynsäure MS21 (Ki = 22.8 µM, Cathepsin L) identifiziert. Alle getesteten Verbindungen zeigten an der SARS-CoV-PLpro keine Aktivität. Im Rahmen des SFB 630 wurden mit den synthetisierten Verbindungen weitere Testungen an Bakterien, den Protozoen Leishmania major und Typanosoma brucei brucei sowie an Makrophagen durchgeführt. Dabei zeigten die Verbindungen MS38, MS40 und MS41 eine besondere Wirksamkeit. Es konnten zwar im Wachstumstest sowie im Biofilmtest Aktivitäten gegen den Bakterienstamm Staphylococcus epidermidis sowie die Hemmung der Biofilmbildung von S. epidermidis festgestellt werden. Die zur Hemmung notwendigen Mindestkonzentrationen lagen oberhalb der Konzentrationen, die auch cytotoxisch auf Makrophagen wirkt. Ähnliches gilt für die Aktivität an L. major. Bezüglich T. b. brucei zeigen diese drei Verbindungen jedoch eine erhöhte Aktivität mit MHK-Werten von < 1 µM. Das bedeutet, dass für eine Hemmung eine Konzentration erforderlich ist, die um Faktor 4 bis 11 unterhalb der cytotoxischen Konzentration liegt. Dieser Wert konnte nur noch durch das Biotin-markierte Derivat MS57 (IC50 T. b. brucei: 0.69 µM; IC50 Makrophagen: 33.8 µM) übertroffen werden. Weitere Untersuchungen mit der Biotin-markierten Verbindung MS57 zeigten zudem eine Hemmung von Falcipain-2 und -3 sowie von Plasmodium falciparum mit IC50-Werten von 3.0 µM (FP-2) 11.9 µM (FP-3) und 9.0 µM (P.f.). Weiterhin konnte mit Hilfe der Massenspektrometrie eine Bindung von MS57 an FP-2 nachgewiesen werden. Diese findet aber offensichtlich nicht im aktiven Zentrum des Enzyms statt. Die deuterierten Derivate der Etacrynsäure kamen als Modellsubstanzen zur Etablierung eines CARS-Mikroskopie-Assays zur spektroskopischen Wirkstoffdetektion zum Einsatz. Dabei war es bisher möglich, das CARS-Signal der d9-Etacrynsäure in DMSO-Lösung bis zu einer Konzentration von 500 µM zu erfassen. Quantenchemische Berechnungen zur Simulation des Reaktionsmechanismus des active-site-Cystein-Restes der SARS-CoV-Mpro mit Michael-Systemen als elektrophilem warhead zeigten, dass es sich dabei um einen zweistufigen Prozess handelt, bei dem nach erfolgter Deprotonierung des Thiols der Angriff an der Doppelbindung erfolgt. Zudem ergaben die Berechnungen, dass sowohl Halogenarylsubstituenten am Carbonylkohlenstoff sowie exo-konfigurierte Systeme sich energetisch günstig auswirken. Diese Trends konnten durch kinetische NMR-Experimente durch Umsetzung einer Reihe von Modellsubstanzen mit p-Methoxythiophenolat bestätigt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass für die betrachteten Systeme die Umsetzung innerhalb von wenigen Minuten, spätestens aber innerhalb von 90 Minuten zu 99 % erfolgt ist. Etacrynic acid, which has been used as a diuretic drug for many years, and several derivatives thereof are well-known as non-peptidic inhibitors of cysteine proteases. Some amide derivatives possess both, enzyme inhibiting (SARS-CoV-Mpro) and antiviral properties (SARS-CoV, TGEV, MHV). The a,b-unsaturated carbonyl unit located in the acyl side chain serves as an electrophilic scaffold which is supposed to react as a Michaeltype acceptor with the active site cysteine residue of the protease. Additionally, etacrynic acid derivatives labelled either with biotin or deuterium were synthesised as model compounds for in-vitro detection in biochemical and spectroscopic assays. As a d-labelled compound a highly deuterated analogue of the known drug etacrynic acid could be obtained. The labelling was enhanced by peptide coupling of d13-hexane-1-amine with d9-etacrynic acid yielding a d22-amide derivative. In total, the deuterated etacrynic acid and three amide derivatives were synthesised. In order to evaluate inhibitory properties in fluorometric enzyme assays a FRET-pair-labelled substrate (H2N-Abz-Ser-Val-Thr-Leu-Gln-Ser-Gly-Tyr(NO)2-Arg(Mts)-COOH) was synthesised by SPPS. The Km value was determined to 190 ± 23 µM (SARS-CoVMpro). The synthesised compounds were tested against SARS-CoV-Mpro, SARS-CoV-PLpro, and human cathepsin L. Within this tested series the bromo anisole MS07 (Ki = 52.7 µM, SARS-CoV-Mpro) and the norethyl derivative of etacrynic acid (MS21, Ki = 22.8 µM, cathepsin L) turned out to be the most active compounds. No inhibition of the SARS-CoVPLpro was detected for any of the tested substances. Within the framework of the SFB 630 the antibacterial properties of the synthesised compounds as well as their activities towards the protozoa Leishmania major and Trypanosoma brucei brucei were determined. Compounds MS38, MS40 and MS41 inhibit biofilm formation of Staphylococcus epidermidis, growth of the bacteria as well as growth of Leishmania major in low micromolar concentrations. However, the compounds also display cytotoxic effects against macrophages. In contrast, growth of T. b. brucei is inhibited with IC50 values < 1 µM leading to selectivity indices of 5 to 11 with the biotin-labelled derivative MS57 displaying the highest selectivity (IC50 T. b. brucei: 0.69 µM; IC50 macrophages: 33.8 µM). Further investigations with the labelled compound MS57 showed the compound to inhibit falcipain-2 and -3 as well as Plasmodium falciparum. The IC50 values are 3.0 µM (FP-2), 11.9 µM (FP-3) and 9.0 µM (P. f.). Binding of MS57 to FP-2 could be proved by mass spectroscopic experiments. Results indicate an allosteric binding mode of MS57 to falcipain-2. The deuterated etacrynic acid derivatives served as model compounds for the development of a spectroscopic detection assay using CARS microscopy. Currently, the detection of the CARS signal of d9-etacrynic acid in a DMSO solution is possible for a 500 µM concentration. Quantum chemical calculations simulating the reaction of the active site cysteine residue of SARS-CoV-Mpro with Michael-type acceptors revealed a two step mechanism. Deprotonation of the thiol is followed by the addition of the thiolate to the double bond of the a,b-unsaturated moiety. Calculations of the energy profiles of the second reaction step showed, that the reaction rate can be enhanced by halogenated aryl residues and by exoconfiguration of the Michael-system. These trends could be confirmed by means of kinetic NMR experiments monitoring the reactions of a set of model compounds with p-methoxy thiophenolate.

  • Publication . Part of book or chapter of book . 2020
    Open Access German
    Authors: 
    Weerth, Carsten;
    Publisher: Zenodo

    Impfstoff in: Gabler Wirtschaftslexikon Online (28.11.2020) Ein Impfstoff (Vakzin) dient der Impfung von Menschen und Tieren. Impfstoffe rufen eine Abwehrreaktion des Immunsystems hervor, die zu einer mittel- bis langfristigen Immunisierung führen sollen. Antiköper werden gegen ein spezifisches Virus gebildet (z.B. Influenza-Virus, Norovirus, SARS-CoV-2). Impfungen gegen bestimmte Arten von Krebs sind inzwischen möglich (Beispiel: Gebärmutterhals-Krebs, hervorgerufen durch das Humane-Papilloma-Virus, HPV) und auch gegen die von Bakterien hervorgerufene Lungenentzündung (Pneumokokken). Die Impfstoffentwicklung ist langwierig, wird jedoch angesichts der weltweiten COVID-19-Pandemie 2020 in einem Wettlauf revolutioniert (u.a. mRNA-Impfstoffe). Vgl.: Pandemie, COVID-19-Pandemie, Virus (Biologie), Virus-Erkrankung, Influenza-Virus, Corona-Virus, MERS, SARS, SARS-CoV-2. Dr. Carsten Weerth BSc (Glasgow) LLM MA FLS FZS FRGS FRHistS

  • Open Access German
    Authors: 
    Fahnemann, Stephan Georg;
    Country: Germany

    The abstract gives a detail description on the topic of the lung plaque epidemic in the Manchuria (1910-1914). It depicts the cause, spread and measure both on the part of government and medicine against it and compares the efforts with those China had during the SARS Epidemic 2002. Darstellung von Entstehung, Ausbreitung und Maßnahmen sowohl von staatlicher als auch von medizinischer Seite gegen die Lungenpest-Epidemie in der Mandschurei 1910 bis 1914 und Vergleich des Handelns des Staates China damals und bei der SARS-Epidemie 2002.

  • Open Access German
    Authors: 
    Herb, Monika;
    Country: Germany

    Einen möglichen Ansatzpunkt für eine antivirale Therapie gegen SARS-Coronaviren bildet die Hemmung der Cysteinproteasen SARS-CoV-Mpro und SARS-CoV-PLpro. Diese übernehmen die Polyprotein-Spaltung während der Virusreplikation und sind damit essentiell für das Überleben und die Verbreitung des Virus. Im Rahmen dieser Arbeit wurden potentielle Inhibitoren der SARS-CoV-Mpro synthetisiert, die Pyridin-, Piperidin-, Pyrrolidin-, Pyridylessigsäure- und Thiazol-Derivate als Grundbausteine enthalten. Durch Strukturmodifikationen wurde eine Serie neuer Verbindungen erhalten, deren inhibitorische Aktivitäten in fluorimetrischen Assays (FRET-Assays) an den Enzymen SARS-CoV-Mpro und SARS-CoV-PLpro untersucht wurden. Weiterhin wurden Testungen an Coronaviren, den Protozoen Leishmania major und Typanosoma brucei brucei und an Makrophagen durchgeführt. Die synthetisierten Verbindungen wurden in sechs Strukturklassen eingeteilt. Strukturklasse 1 enthält Pyridin-, Piperidin-, Pyrrolidin- und Pyridylessigsäure-Derivate ohne Seitenkette in α-Position. Diese bestehen aus einem peptidischen Carbonsäure-Fragment mit N-Heterozyklus. Die Strukturklasse 2 bilden Pyridylessigsäure-Derivate mit einer zusätzlichen aliphatischen Seitenkette in α-Position zur Carboxylfunktion. Die Seitenkette sollte durch Adressierung der S1‘- bzw. S2‘-Bindetasche der SARS-CoV-Mpro die Affinität zum Enzym erhöhen. In den Strukturklassen 3 bis 6 bilden Thiazolamide das bestimmende Strukturelement. In der Strukturklasse 3 kamen dabei unterschiedlich substituierte aromatische Carbonsäuren zum Einsatz, die mit einer Reihe 4,5-substituierter Thiazolamine verknüpft wurden. In den übrigen Stoffklassen, in denen ausschließlich 5-Acetyl-4-methylthiazolamin als Amin-Fragment diente, wurde der Einfluss von Säure-Bausteinen ohne Michael-System (Strukturklasse 4) bzw. mit Michael-System (Strukturklasse 5), sowie die Einführung einer Seitenkette am Benzolring oder am Michael-System (Strukturklasse 6) untersucht. Bei den durchgeführten Enzymassays an der SARS-CoV-Mpro zeigten die synthetisierten Verbindungen insgesamt nur eine geringe Hemmung der Protease (10 % bei 20 μM) der Pyridin-, Pyrrolidin-, Piperidin- und Pyridylessigsäure-Derivate enthielten als Strukturmerkmal größere Seitenketten wie n-Pentyl, Cyclopropylmethyl und Crotyl (Strukturklasse 2). Bei den Thiazolamiden der Strukturklassen 3-6 führte die Einführung eines Michael-Systems in der Strukturklasse 5 zu etwas aktiveren Verbindungen. Den größten Einfluss auf die Aktivität zeigte jedoch die Einführung einer Seitenkette in α-Postion zur Carboxylgruppe (Strukturklasse 6). In den Strukturklassen 3 und 4 erwiesen sich nur sehr wenige Verbindungen als aktiv. Potential targets in antiviral therapy against SARS are the viral cysteine proteases SARS-CoV-Mpro and SARS-CoV-PLpro which are essential enzymes for the viability and the propagation of the virus. These are outstanding targets for the development of new protease inhibitors as antiviral drugs due to the cleavage of the polyprotein encoded by the viral RNA. The main goal of this work was the synthesis of potential inhibitors of SARS-CoV-Mpro which are comprised of pyridine-, piperidine-, pyrrolidine-, pyridyl acetic acid- and thiazole-building blocks. By structural modifications, series of new chemical entities have been synthesized and tested in fluorometric enzyme assays (FRET-assays) for inhibition of SARS-CoV-Mpro and SARS-CoV-PLpro. They were also tested against SARS-coronavirus, the protozoa Leishmania major and Typanosoma brucei brucei and macrophages. These compounds can be subdivided into six structural classes The class 1 contains pyridine-, pyrrolidine-, piperidine- and pyridyl acetic acid-derivatives without a side chain in the α-position. They consist of a carboxylic acid fragment attached to a N-heterocycle. Class 2 compounds are pyridyl acetic acid-derivatives containing an additional aliphatic side chain in α-position to the carboxylic function. Introduction of this side chain was supposed to enhance the affinity of the compound to the enzyme by addressing the S1‘-/S2‘-binding pockets of SARS-CoV-Mpro. In classes 3-6 thiazole amides are the essential structural element. Class 3 comprises thiazole amides with varying aromatic carboxylic acids linked to 4,5-substituted thiazole amines. The classes 4-6 contain 5-acetyl-4-methylthiazolamine as amine fragment with acetic acid building blocks without double bond (class 4), with double bond (class 5) as well as building blocks with an additional side chain attached to the aromatic system or the double bond (class 6). In general, all compounds showed only poor inhibition in enzyme assays with SARS-CoV-Mpro (10 % at 20 µM) of pyridine-, pyrrolidine-, piperidine- and pyridyl acetic acid-derivatives comprise longer side chains like n-pentyl, cyclopropylmethyl and crotyl (class 2). Examining the thiazole amides of classes 3-6 the introduction of a double bond (class 5) lead to slightly more active compounds. However, the highest influence on protease activity is found with compounds containing a side chain in α-postion to the carboxylic function (class 6). Within classes 3 and 4 only few compounds are active.

  • Open Access German
    Authors: 
    Lange, Berit; Jäger, Veronika K; Rücker, Viktoria; Harries, Manuela; Hassenstein, Max J; Dreier, Maren; von Holt, Isabell; Budde, Axel; Kurosinski, Marc-André; Armann, Jakob; +36 more
    Publisher: Zenodo

    Diese zweite Interimsanalyse stellt eine Datenzusammenführung von Daten verschiedener Studien (GUIDE, NAKO Gesundheitsstudie, MuSPAD, STAAB, paedSAXCOVID, Wü-KITa-CoV, Corkid, IMMUNEBRIDGE_ED) dar, die im Sommer 2022 von Juni bis Anfang September Erhebungen zur Immunität, zur Impfquote und zu stattgehabten berichteten Infektionen mit SARS-CoV-2 in Deutschland durchgeführt haben. Die hier beschriebene Interimsanalyse ist eine Weiterführung der Anfang August auf Zenodo (https://zenodo.org/record/6968574#.YzVkpkzP1PY) veröffentlichten ersten Interimsanalyse und beinhaltet die dort eingeschlossenen StudienteilnehmerInnen sowie zusätzliche später untersuchte TeilnehmerInnen aus den gleichen und zusätzlichen Studien. Die Ergebnisse sind zur Information von Modellierungskonsortien gedacht, um die entsprechenden Gruppen in die Lage zu versetzen, aktuelle Bevölkerungsdaten zur Parametrisierung nutzen zu können. Solche Ergebnissaufstellungen unterliegen keinem peer-review-Verfahren. Die hier vorgestellte Interimsanalyse ist mit deutlichen Limitationen versehen, z. B. in Bezug auf die Fallzahl in bestimmten Altersgruppen und bei Personen mit Vorerkrankungen sowie in Bezug auf Verzerrungen bei der Rekrutierung der TeilnehmerInnen der eingeschlossenen Studien. Diese Verzerrungen führen in allen Studien am ehesten zur Überschätzung von berichteten Endpunkten, wie dem Anteil der Personen mit Nachweis einer Immunantwort gegen SARS-CoV-2 oder dem Anteil der Personen mit stattgehabten Infektionen bzw. erhaltenen Impfdosen. Auf der anderen Seite ist auch eine Unterschätzung der Personen mit stattgehabter Infektion durch das Waning insbesondere von Antikörpern gegen das N-Antigen möglich. Diese Limitationen werden im Text nachfolgend näher diskutiert. Für die Datenzusammenführung wurde eine explorative Kategorisierung des bestehenden Schutzes gegen Infektion mit SARS-CoV-2 und schweren Verlauf einer COVID-19-Erkrankung vorgenommen, welche stratifiziert nach Altersgruppen und Vorerkrankungen dargestellt wird. In dieser explorativen Kategorisierung sind Kinder und Jugendliche als Personen unter 18 Jahren zusammengefasst. Für diese Altersgruppe wird eine weitere in dieser Interimsanalyse nicht berücksichtigte altersstratifizierte Untersuchung mit eigener Kategorisierung erfolgen. Die für Erwachsene vorgenommene Kategorisierung in Gruppen mit unterschiedlichem Schutzniveau muss unter Zuhilfenahme von Literatur und Experteneinschätzung für jede neue Variante und jedes neue Setting entsprechend angepasst werden und unterliegt der Einschränkung, dass innerhalb von IMMUNEBRIDGE nur humorale Immunitätsmarker als Bestätigung von stattgehabten Expositionen abgebildet werden konnten. In Zusammenschau mit der bestehenden Literatur sowie der Infektionsdynamik im Zeitraum der Erhebung (Juni-Anfang September 2022) legen die erhobenen Daten nahe, dass in den meisten Altersgruppen bei einer Mehrheit der Menschen vermutlich ein moderater bis hoher Schutz gegen einen schweren Verlauf einer COVID-19-Erkrankung (mit der zu diesem Zeitpunkt in Deutschland dominierenden SARS-CoV-2-Variante “Omikron BA.5”) besteht. Trotz hoher Prävalenz von Antikörpern gegen das S-Antigen (95%) und N-Antigen (48%) in der Bevölkerung scheint allerdings nur ein geringer Schutz in der Bevölkerung gegen Infektion mit der zu diesem Zeitpunkt in Deutschland dominierenden SARS-CoV-2-Variante zu bestehen, wie die stattgefundene Sommerwelle und die wieder ansteigenden Fallzahlen ab Ende September zeigen. Dies bedeutet, dass bei entsprechend veränderten SARS-CoV-2-Varianten auch weitere Infektionswellen mit relevanter Morbidität auftreten können. Außerdem zeigen sich relevante Lücken insbesondere bei Menschen mit Vorerkrankungen sowie in bestimmten Bevölkerungsgruppen und in verschiedenen Regionen von Deutschland. Erste Ergebnisse der Analysen für vulnerable Bevölkerungsgruppen mit schweren Vorerkrankungen aus Erhebungen in der Göttinger Notaufnahme (Studie IMMUNEBRIDGE_ED) deuten ebenfalls an, dass in Risikogruppen noch relevante Lücken in Hinblick auf den Schutz vor Infektion und schwerem Verlauf einer SARS-CoV-2-Infektion bestehen. Auch wenn der Anteil der Menschen mit geringem Schutz zunächst im Vergleich zur Mehrheit der Menschen mit hohem Schutz klein wirkt, so muss darauf hingewiesen werden, dass beispielsweise in der 4. Welle der Pandemie Ende 2021 die Infektion von nicht mehr als 4% bis 8% der Gesamtbevölkerung durch die Deltavariante von SARS-CoV-2 bereits zu einer deutlichen Belastung im ambulanten und stationären Versorgungssektor geführt hat. In den Ergebnissen dieser Interimsanalyse zeigt sich, dass 85% der Personen im Alter von 60 bis 64 Jahren, 64% der Personen im Alter von 65 bis 79 Jahren und 40% der über 79-Jährigen noch keine vierte Impfdosis erhalten haben (Tabelle 5). In der Altersgruppe der über 79-Jährigen haben 38% noch keine vier durch Antikörper bestätigten Expositionen (definiert als entweder Impfung mit Antikörpern gegen das S-Antigen oder Infektion mit Antikörper gegen das N-Antigen, mit einer der Expositionen in 2022) gehabt; bei 5% liegen noch keine drei Expositionen vor (Tabelle 3, Abbildung 2). Bei Menschen mit Vorerkrankungen hatten (abhängig von der Vorerkrankung) 47%-56% noch keine vier bestätigten Expositionen (eine davon 2022); 4%-8% hatten noch keine drei bestätigten Expositionen (Tabelle 3). Der Anteil der Menschen, die noch keine drei bestätigten Expositionen hatten, liegt in den Bundesländern zwischen 6% (Schleswig-Holstein, Rheinland-Pfalz, Nordrhein-Westfalen) und 20% (Thüringen; Tabelle 9, Abbildung 5). Relevante Unterschiede lassen sich auch zwischen Kindern und Jugendlichen auf der einen Seite und Erwachsenen auf der anderen Seite erkennen. Dabei weist der hohe Anteil an nicht geimpften Kindern (67%) auf die in dieser Altersgruppe eingeschränkte Impfempfehlung der Ständigen Impfkommission (STIKO) hin, welche zunächst nur eine Impfempfehlung für Jugendliche und Kinder mit Grunderkrankungen war (Tabelle 5). Der Anteil an Personen mit selbst berichteten Infektionen ist bei Kindern und Jugendlichen mit 42% ähnlich hoch wie im Mittel der erwachsenen Altersgruppe (Tabelle 6), während der Anteil von Kindern mit Antikörpern gegen das nach Infektion gebildete N-Protein mit 66% der höchste von allen Altersgruppen ist (Tabelle 4). Ursachen für diese Diskrepanz könnten eine geringere Testwahrscheinlichkeit bei Kindern bei einer Infektion insbesondere in den ersten Phasen der Pandemie, ein höherer Anteil an oligo- bzw. asymptomatischen Infektionsverläufen in dieser Altersgruppe bzw. eine länger andauernde messbare Immunantwort nach solchen Verläufen und ein erhöhter Anteil von Kindern im Vergleich zu Erwachsenen mit einer Infektion in den kürzer zurückliegenden Infektionswellen sein. Eine weitergehende Interpretation der in dieser Interimsanalyse berichteten Daten in Hinblick auf unterschiedliche Szenarien für zukünftige Pandemieverläufe ist nur mit Hilfe infektionsdynamischer Modellierungen möglich, die auf Basis der besten Evidenz zu vielen verschiedenen Parametern einschließlich der hier berichteten Daten z. B. Szenarien für unterschiedliche theoretische SARS-CoV-2-Varianten evaluieren. Die Einbindung in aktuelle Modellierungsstudien, welche das Ziel der schnellen Bereitstellung eines vorläufigen Datensets war, konnte bereits im Rahmen der ersten Interimsanalyse in Zusammenarbeit mit dem Modellierungsnetz für schwere Infektionskrankheiten umgesetzt werden. Hierbei wurden durch unterschiedliche Modellierungsgruppen anhand von drei Szenarien mögliche weitere Pandemieverläufe für diesen Winter skizziert (https://zenodo.org/record/7126032#.Yzamb3ZBw2x; DOI: 10.5281/zenodo.7126032). Weitere Daten innerhalb des IMMUNEBRIDGE-Konsortiums werden derzeit deutschlandweit erhoben bzw. analysiert.

  • Open Access German

    Deutschland ist inzwischen nach dem Verlauf der Fallzahlen in der dritten COVID-19 Welle angelangt. Doch anders als die beiden vorhergehenden Wellen hat die dritte Welle eine ungewöhnliche Form. Weiterhin fällt auf dass die Entwicklung bei den Impfzahlen (alle verimpften Dosen) praktisch deckungsgleich zu den Fallzahlen in der dritten Welle erfolgt. In diesem Artikel ermittle ich die Parameter für den besten Fit der Impfzahlen auf die COVID-19 Fallzahlen. Es zeigt sich dass sich durch eine Zeitverschiebung der Impfzahlen um 14 Tage (nach Symptombeginn) und eine Skalierung auf 2,7%-3,4% bzw. 17 Tage (nach Meldedatum) und einer Skalierung auf 6,8%, die Fallzahlen der dritten Welle weitgehend erklären lässt. Der Grund für diesen Effekt ist unklar und bedarf weiterer Untersuchungen. Sollte sich die Vorhersage für den weiteren Verlauf die nächsten Tage bestätigen, dürfte das einen massiven Einfluss auf die weitere Entwicklung der COVID-19 Impfungen in Deutschland haben.

  • Open Access German
    Authors: 
    Welker, Armin;
    Country: Germany

    Um Wirkstoffe gegen das SARS-Coronavirus zu erhalten, wurden in dieser Arbeit Proteaseinhibitoren gegen die SARS-CoV-PLpro entwickelt. Ein Ansatz um neue Wirkstoffe gegen HIV zu finden, wurde über eine versuchte Blockade von Elongin-C beschritten. Bei der computergestützten Suche nach neuen SARS-CoV-PLpro-Inihibitoren wurde zunächst die strukturell bekannte Ligand-Bindetasche analysiert, und nach Evaluation des Dockingprozesses wurden mehrere Screeningprojekte an den Röntgenkristallstrukturen 3E9S und 3MJ5 durchgeführt. Von 24 kommerziell erworbenen Screening-Verbindungen riefen 7 eine Störung des beim Enzymassay gemessenen Fluoreszenzsignals hervor (Quenching bzw. Eigenfluoreszenz). Letztlich konnte den beiden inhibitorisch aktiven Imidazolderivaten B6 und B9 je ein IC50-Wert von etwa 50 µM zugewiesen werden. Das Imidazolscaffold eröffnet damit eine neue Substanzklasse zur Inhibition der SARS-CoV-PLpro. Im präparativ-chemischen Teil des SARS-Projekts wurden weitere Substanzklassen dargestellt, von denen die Inhibitoren vom Benzamid-Typ und Isoindolin-Typ eine Hemmung im einstelligen Mikromolaren Bereich (IC50) zeigten. Die Isoindolin-Derivate sind damit eine weitere, in dieser Arbeit entwickelte Leitstruktur zur Hemmung der SARS-CoV-PLpro. Bei der Suche nach einem Wirkstoff gegen HIV-1 wurde die neue Zielstruktur Elongin-C zur Inhibition durch niedermolekulare Liganden ausgewählt. Vier virtuelle Screeningprojekte führten zur Bestellung von 27 Verbindungen. Die durchgeführten Untersuchungen lassen noch keine abschließende Beurteilung der Ergebnisse zu, und der bisherige Zellassay wird noch durch spezifischere Methoden zur Bestimmung einer Ligandbindung an Elongin-C ergänzt werden. Falls es gelingt, einer der Verbindungen Elongin-C-blockierende Aktivität nachzuweisen, sind aufgrund des Eingriffs in einen zellulären Mechanismus neben der anti-HIV-Wirkung noch weitere pharmakologische Effekte denkbar, und das therapeutische Potenzial eines solchen Stoffs könnte in zukünftigen Experimenten erforscht werden. In this work protease inhibitors for SARS-CoV-PLpro were developed to find new active drugs against the SARS-Coronavirus. A new approach in combatting HIV was tried by blocking elongin-C. The computer-aided search for new SARS-CoV-PLpro inhibitors began with the analysis of the structurally known ligand binding pocket. After evaluation of the docking process, several virtual screening projects were performed with the X-ray structures 3E9S and 3MJ5. 24 compounds were purchased and tested for enzyme inhibition against SARS-CoV-PLpro. The fluorimetric assay was affected by 7 of the 24 compounds (quenching or fluorescence), and finally two screening hits, the imidazole derivatives B6 and B9, were found to be active with IC50 values around 50 µM. This imidazole scaffold opens up a novel class of substances displaying inhibitory activity against SARS-CoV-PLpro. In the preparative chemical part of the SARS project, further substance classes were developed. Of these, the inhibitors with the benzamide scaffold and the isoindoline scaffold displayed an inhibitory potency in the low micromolar range (IC50). Thus, the isoindoline scaffold is another lead structure developed in this work to inhibit SARS-CoV-PLpro. In the HIV project elongin-C was chosen as a new target protein and small molecules were searched to inhibit the protein-protein interaction interface of elongin-C. Four virtual screening projects led to 27 commercially available compounds. The results of the cell assays do not yet allow a concluding judgement and will be extended through further investigation. If one of the compounds displays elongin-C blocking activity, several pharmacological effects besides the anti-HIV action should be considered, as elongin-C is part of the cellular mechanism. Thus, further experiments could explore the therapeutic potential of a drug blocking cellular elongin-C.

  • Open Access German
    Authors: 
    Stempka, Martin;
    Country: Germany

    Bei SARS („Schweres akutes respiratorisches Syndrom“) handelt es sich um eine Infektionskrankheit des Menschen, welche im November 2002 erstmalig auftrat. Als Erreger dieser Krankheit wurde das SARS-assoziierte Coronavirus identifiziert. Dessen viruseigene Reproduktionsmaschinerie wird vor allem durch die katalytische Aktivität einer Cysteinprotease, der SARS-Coronavirus-Hauptprotease (SARS-CoV-Mpro), und die damit verbundene Prozessierung von viralen Polyproteinen, aufrechterhalten. Diese Schlüsselfunktion der SARS-CoV-Mpro macht sie zu einem vielversprechenden Zielobjekt bei der Entwicklung von spezifischen Inhibitoren für diese Protease, welche somit eine Vermehrung des Virus verhindern. In dieser Arbeit wurde die SARS-CoV-Mpro mit optimierten Methoden exprimiert und gereinigt. Mit der Methode der ESI-MS-Analyse konnte ein kovalentes, irreversibles Bindungsverhalten verschiedener Inhibitoren gezeigt werden und erstmals auch die Bindung von Fragmenten von Inhibitormolekülen an die Protease. So zeigten die SARS-CoV-Mpro-Inhibitoren MH211A und UK-VI-1g eine kovalente Bindung des kompletten Moleküls pro Enzym-Monomer: überraschenderweise hatten bis zu vier Moleküle MH211A bzw. zwei Moleküle UK-VI-1g an ein Proteasemolekül gebunden. Die Bindung von UK-VI-1g an die Protease wurde an zwei Peptiden im Bereich von den Aminosäuren 62 bis 76 bzw. 280 bis 298 nachgewiesen, wobei beide nicht in der Nähe der active site lokalisiert sind. Im Falle des Inhibitors Lit1 bindet der 2,6-Dinitro-4-trifluoromethyl-phenyl-Rest, bei TS48 das Zimtsäure-Thioester-Fragment kovalent an jedes Monomer im dimeren Enzym. Die SARS-CoV-Mpro wurde erstmals ohne Abtrennung des C-terminalen His-tag mit spezifischen Inhibitoren co-kristallisiert. Drei mögliche Orientierungen des Inhibitors TS174 wurden in der active site der Protease identifiziert. Aufgrund der schwachen Elektronendichte des Inhibitors konnten diese nicht weiter untersucht werden. Das Iod-Isatin-Derivat IISBT wurde ebenfalls mit der SARS-CoV-Mpro zusammen co-kristallisiert und es konnte erstmalig eine kovalente Bindung eines Isatin-Derivats an die SARS-CoV-Mpro anhand einer Röntgenstruktur klar gezeigt werden. Diese Struktur zeigte dann, dass früher veröffentlichte molekulare docking-Studien, die eine nicht-kovalente Bindung von IISBT und anderen Isatin-Derivaten veranschaulichen, nochmal überdacht werden sollten. Basierend auf einer ESI-MS-Analyse und früheren Ergebnissen von MALDI- und Dialyse-Experimenten, kann man sicher annehmen, dass IISBT in einer kombinierten kovalent-reversiblen Art und Weise an die SARS-CoV-Mpro bindet. SARS („severe acute respiratory syndrome”), a respiratory disease in humans, appeared in November 2002 for the first time. The causative agent of this disease is the SARS-associated coronavirus. Its replication machinery is maintained by the catalytic activity of a cysteine protease, named SARS coronavirus main protease (SARS-CoV-Mpro) that processes the virus derived polyproteins. Based on this key role the SARS-CoV-Mpro is an attractive target for the development of specific inhibitors against this protease thereby inhibiting the reproduction of the virus. In this work, the SARS-CoV-Mpro was expressed and purified by optimized methods. Through ESI-MS analysis an irreversible covalent interaction of various inhibitors was detected but also for the first time the binding of fragments of the inhibitors to the protease. Accordingly the SARS-CoV-Mpro inhibitors MH211A and UK-VI-1g displayed a covalent binding of the complete molecule to the enzyme monomer: surprisingly up to four molecules of MH211A and two molecules of UK-VI-1g respectively bound to one protease molecule. The interaction of UK-VI-1g with the protease was detected for two peptides ranging from amino acids 62 to 76 and 280 to 298 both of which are not located near the active site. In case of inhibitor Lit1 the 2,5-dinitro-4-trifluormethlphenyl-fragment and in TS48 the cinnamic acid-thioester-fragment binds covalently to each monomer in the dimeric enzyme. For the first time the SARS-CoV-Mpro was co-crystallized with specific inhibitors without cleaving the C-terminal His-tag. Three possible orientations of the inhibitor TS174 were identified in the active site of the protease. They could not be further resolved due to the weak electron density for the inhibitor. The iodoisatin derivative IISBT was co-crystallized with SARS-CoV-Mpro as well and a covalent binding mechanism of an isatin derivative to the SARS-CoV-Mpro was clearly shown for the first time in an X-ray structure. This structure then indicates that the previously published molecular docking studies demonstrating a noncovalent binding mode of IISBT and other isatin derivatives should be reconsidered. Based on an ESI-MS analysis and previous results of MALDI and dialysis experiments it is safe to assume that IISBT binds to the SARS-CoV-Mpro in a combined covalent reversible manner.