Wie die Universität Hokkaido und die Universität von Sambia zusammenarbeiten, um globale Probleme zu lösen
Sambia, gelegen im südlichen Afrika, ist weit entfernt von einem Land wie Japan. Die Fakultät für Veterinärmedizin der Universität von Sambia, die 1983 mit Mitteln der japanischen Regierung (ODA) gegründet wurde, ist eine führende Bildungseinrichtung für Infektionskrankheitsforschung in Sambia, einem Land, das reich an Natur ist und eine vielfältige Tierwelt beheimatet.
Das Internationale Institut für Zoonosekontrolle (ehemals Forschungszentrum für Zoonosekontrolle) der Universität Hokkaido unterstützt die Fakultät für Veterinärmedizin der Universität von Sambia seit vielen Jahren.
2005 begann ein internationales Forschungsprojekt zwischen der Universität Hokkaido und der Universität von Sambia im Rahmen des J-GRID-Programms (Japan Initiative for Global Research on Infectious Diseases) des japanischen Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie, das bedeutende Fortschritte erzielt hat.
Im Jahr 2012 wurde das Projekt "Überwachung viraler Zoonosen in Afrika" von SATREPS (Science and Technology Research Partnership for Sustainable Development), einem japanischen Regierungsprogramm, das internationale Gemeinschaftsforschung fördert, ausgewählt. Die zweite Phase des Projekts ist derzeit im Gange.
PHCbi-Produkte, die für eine Reihe von ODA-Projekten geliefert wurden, werden auch in Projekten in Sambia verwendet. Wie tragen PHCbi-Produkte zu Forschungsergebnissen im Ausland bei? Wir interviewten den Projektleiter, Professor Ayato Takada, und den Mitforscher, Assistenzprofessor Masahiro Kajihara.
Identifizierung von Tieren, die Viren tragen
Welche Art von Forschung wird in Sambia durchgeführt?
Takada: In Zusammenarbeit mit der Fakultät für Veterinärmedizin der Universität von Sambia führen wir Forschungen über Ebola durch. Die Krankheit tritt lokal in Afrika auf und hat mehrere grenzüberschreitende Epidemien verursacht. Glücklicherweise ist sie in Sambia bisher nicht aufgetreten, aber wir müssen vorbeugende Maßnahmen ergreifen. Ebola ist eine Zoonose, die auftritt, wenn ein von Wildtieren getragener Virus auf den Menschen übergeht. Zoonosen können nicht einfach durch die Kontrolle des menschlichen Verhaltens verhindert werden. Es ist entscheidend, den Wirt zu identifizieren, der das Virus trägt. Sobald wir wissen, woher das Virus kommt, können wir wirksame Präventivmaßnahmen ergreifen.
Derzeit sind Fledermäuse die Hauptwirte von Ebola. In Sambia fangen wir zunächst Fledermäuse und sammeln dann biologische Proben wie Blut und Organe. Anschließend untersuchen wir die Gene und Antikörper, um das Vorhandensein oder Fehlen von Viren sowie die Fledermausart zu bestimmen. Bisher haben wir in Sambia mehr als 1.000 Fledermäuse untersucht. Neben diesen Studien forschen wir an der Entwicklung von Diagnosemethoden für Ebola. Dies ist die zweite Phase des SATREPS-Projekts. In der ersten Phase entwickelten wir in Zusammenarbeit mit einem anderen Unternehmen ein Diagnosetool für Ebola-Viren. Das Diagnosetool, das wir in der zweiten Phase verwenden, wird auch in der Demokratischen Republik Kongo bei einem Ausbruch eingesetzt.
PHCbi-Produkte unterstützen SATREPS-Forschung hinter den Kulissen
Die Einrichtung eines Labors an der Fakultät für Veterinärmedizin der Universität von Sambia war keine einfache Aufgabe. Das Team musste Klimaanlagen installieren, um hitzebedingte Geräteausfälle zu verhindern, und luftdichte Fenster einbauen, um zu verhindern, dass Sand eindringt. Sie mussten im Wesentlichen bei Null anfangen. Da die notwendigen Produkte in Sambia nicht verfügbar waren, ließen sie japanische Forschungsausrüstung schicken. Dazu gehörten PHCbi-Produkte wie Ultratiefkühltruhen.
Auf welche Weise verwenden Sie PHCbi-Produkte in diesem Projekt?
Kajihara: Die pharmazeutischen Kühlschränke werden zur Lagerung von Reagenzien und Kulturmedien für die Zellkultur verwendet. Sie dienen auch zur temporären Lagerung von PCR-Produkten zur DNA- und RNA-Sequenzierung. Die CO2-Inkubatoren werden für die Zellkultur verwendet. Viren können nur in Zellen wachsen, daher halten wir Zellen zur Virusvermehrung. Sie werden auch zur Kultivierung von Hybridomzellen verwendet, die Antikörper produzieren. Die medizinischen Gefrierschränke lagern Reagenzien für PCRs und Proben, die nicht bei ultraniedrigen Temperaturen gelagert werden müssen. Sie enthalten auch teure Reagenzien, daher wäre es problematisch, wenn sie ausfallen würden.
Ultratiefkühltruhen werden auch zur Lagerung von im Feld gesammelten Tiergewebeproben und zur Konservierung von kultivierten Zellen verwendet. Gefrierschränke, die bei -80°C gehalten werden, können biologische Proben semipermanent lagern, ohne die Gene der Proben zu beschädigen und gleichzeitig die Virus- und Zellaktivität zu erhalten.
Takada: Semipermanent bedeutet jedoch, dass das Material kontinuierlich bei -80°C gelagert wird. Einmal aufgetaut, sterben die Gewebe und Zellen. Sambia ist anfällig für Stromausfälle, daher bereiten wir Notstromversorgungen vor. Wenn der Gefrierschrank jedoch ausfällt, können wir nichts tun. Dies kann zu einem echten Problem werden, da es keine Serviceunternehmen gibt, die ihn reparieren könnten, wie es sie in Japan gibt, und es gibt keine Ersatzgefrierschränke, die leicht verfügbar sind.
"Gefrierschränke, die bei -80°C gehalten werden, können biologische Proben semipermanent lagern, ohne die Gene der Proben zu beschädigen und gleichzeitig die Virus- und Zellaktivität zu erhalten."
Wie ist Ihre Erfahrung mit PHCbi-Produkten?
Kajihara: Das sambische Personal verwendet die Produkte auf ihre eigene Weise. Es scheint hilfreich zu sein, dass sie gut in Englisch beschrieben sind. Persönlich finde ich die Trockenhitze-Sterilisationsfunktion des CO2-Inkubators nützlich. Die Knöpfe machen die Bedienung einfach und es scheint auch für die Einheimischen leicht zu bedienen zu sein. Ich mag die Tatsache, dass die Abtaufunktion des medizinischen Gefrierschranks separat pro Kammer betrieben werden kann.
Takada: Ich benutze diese Produkte seit meiner Studienzeit, daher bin ich sehr vertraut mit ihnen. Ich mag die Tatsache, dass ich sehen kann, was sich im Medikamentenschrank befindet, ohne ihn öffnen zu müssen, sodass ich Dinge leicht finden und entnehmen kann. Die Größe des Schranks ist auch genau richtig.
Eine Veterinärschule, die im Kampf gegen COVID-19 aktiv ist
SATREPS ist ein internationales Gemeinschaftsforschungsprogramm, das darauf abzielt, globale Probleme anzugehen, indem es die Fähigkeiten und Potenziale der Entwicklungsländer ausschöpft und gleichzeitig die technologischen Fähigkeiten Japans verbessert. Professor Takada und seine Kollegen arbeiten auf dieses Ziel hin.
Was sind die Auswirkungen des Projekts?
Takada: Die Umfragen, Forschungen und die Entwicklung von Diagnose- und Therapiemethoden für klinische Anwendungen schreiten stetig voran. Diese Bemühungen haben auch zur Ausbildung beigetragen. Dank der langjährigen gemeinsamen Forschung und Austauschprogramme hat die Universität von Sambia eine große Anzahl von Forschern, die an der Universität Hokkaido studiert und durch gemeinsame Forschung mit japanischen Teams technische Fähigkeiten erworben haben. Es dauert viele Jahre, starke Teams zu entwickeln, daher betrachten wir dies als großen Erfolg.
Während des Ebola-Ausbruchs in Westafrika im Jahr 2014 diente die Fakultät für Veterinärmedizin der Universität von Sambia als Diagnosezentrum für Patienten, bei denen der Verdacht auf eine Ebola-Infektion bestand. Dies liegt daran, dass es die einzige Einrichtung im Land war, die über Personal mit Kenntnissen über die Krankheit sowie die Technologie und Ausrüstung verfügte, um genetische Diagnosen durchzuführen. Die Fakultät für Veterinärmedizin spielte auch in der jüngsten Pandemie eine aktive Rolle. Es gab zwei von der sambischen Regierung ernannte Einrichtungen zu Beginn der Pandemie. Eine war ein führendes Labor für die Untersuchung menschlicher Virusinfektionen, und die andere war die Fakultät für Veterinärmedizin der Universität von Sambia. Veterinärschulen sind normalerweise für Tierkrankheiten zuständig, daher war es ziemlich ungewöhnlich, dass sie für die Untersuchung menschlicher Krankheiten verantwortlich waren. Dies zeigt, wie bemerkenswert ihr Erfolg im Jahr 2014 war.
Kajihara: Wir haben einen guten Zyklus in Bezug auf das Personal. Menschen aus nah und fern kommen zur Universität von Sambia, um Forschungen über Viren und Infektionskrankheiten durchzuführen. Ich denke, es gab immer Menschen, die forschen wollten, aber bisher mussten sie ins Ausland gehen, um ihre Träume zu verfolgen. Es freut mich jedoch zu sehen, dass die Forschungsbasis und die Mitarbeiterausbildung sich verbessern und sambische Forscher nun in der Lage sind, die jüngeren Generationen zu unterrichten.
Takada: Es hat mehr als 30 Jahre gedauert, aber ich bin begeistert, dass wir endlich so weit gekommen sind.
Was sind Ihre Zukunftspläne?
Kajihara: Derzeit arbeiten wir mit Tierökologie-Forschern zusammen, um Fledermäuse mit Sendern auszustatten und zu studieren. Welche Art von Leben führen Fledermäuse? Was suchen sie, wenn sie fliegen? Wenn wir mehr über sie erfahren, können wir die Trends der Viren, die Fledermäuse infizieren, besser verstehen. Wir hoffen, dass wir unsere Forschung so schnell wie möglich vorantreiben können, aber es ist derzeit sehr frustrierend, da wir aufgrund von COVID-19 nicht nach Sambia reisen können.
Takada: Das laufende SATREPS-Projekt "Projekt zur epidemiologischen Forschung über zoonotische Virusinfektionen in Afrika" ist ein gemeinsames Forschungsprojekt nicht nur mit der Universität von Sambia, sondern auch mit dem Nationalen Institut für Biomedizinische Forschung (Institut National de la Recherche Biomédicale) der Demokratischen Republik Kongo und anderen. Das Labor im Kongo hat gerade erst begonnen, daher sind die Beziehungen und Forschungsgrundlagen noch nicht vorhanden. Es gibt viel zu bewältigen in der Zukunft.
"Derzeit arbeiten wir mit Tierökologie-Forschern zusammen, um Fledermäuse mit Sendern auszustatten und zu studieren. Wenn wir mehr über sie erfahren, können wir die Trends der Viren, die Fledermäuse infizieren, besser verstehen."
SATREPS ist ein fünfjähriges Projekt, das 2023 enden wird. Ich plane jedoch, mit Sambia in Verbindung zu bleiben, unabhängig davon, ob es ein weiteres Projekt dieser Art gibt oder nicht. Wir möchten unsere eigene Forschungsfinanzierung erhalten und unsere Forschung auf die gleiche Weise fortsetzen. Das Ziel von SATREPS ist es, "globale Probleme anzugehen", und ich mag dieses Konzept. Wie wir durch COVID-19 gesehen haben, können wir Probleme nicht nur lösen, indem wir unsere eigenen Länder oder entwickelte Länder schützen. Ich hoffe, dass dies eine Gelegenheit für viele Menschen sein wird, globaler zu denken. PHCbi-Produkte werden in Sambia und der Demokratischen Republik Kongo verwendet, zwei Länder, die weit von Japan entfernt sind. Angesichts der Tatsache, dass sich Umgebungen und Infrastrukturen von Land zu Land stark unterscheiden, muss Forschungsausrüstung nicht nur benutzerfreundlich, sondern auch robust genug sein, um Probleme zu verhindern. Dieses Projekt, das darauf abzielt, das globale Problem der Zoonosen anzugehen, macht dank der fleißigen Bemühungen von Forschern mit hervorragenden technischen Fähigkeiten stetige Fortschritte. Wir freuen uns auf die weitere Entwicklung der Forschung, die Japan und Sambia verbindet.
"Wie wir durch COVID-19 gesehen haben, können wir Probleme nicht nur lösen, indem wir unsere eigenen Länder oder entwickelte Länder schützen. Ich hoffe, dass dies eine Gelegenheit für viele Menschen sein wird, globaler zu denken."
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