Die Virusjäger - - Gesundheit - 2020

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Anonim

In der Demokratischen Republik Kongo suchen Forscherteams nach dem nächsten tödlichen Virus. Die Chancen stehen nicht zu ihren Gunsten

Kimpese, eine mittelgroße Stadt im Südwesten der Demokratischen Republik Kongo, klingt mit einer fröhlichen Melodie, während sich der dumpfe Bass der Café-Soundsysteme mit dem Geschwätz der Händler vermischt, die helle Früchte und weiche Stoffe verkaufen. Vor dem Hintergrund dieses alltäglichen Refrains ist es fast unmöglich, den großen Mann mit grau getönten Stoppeln zu hören, der unter dem Überhang eines einstöckigen, frisch gestrichenen Gebäudes steht und mit den Fledermäusen darüber spricht.

Er spricht in einer hybriden Sprache zwischen Chirps und dem lokalen Kikongo-Dialekt und gurrt auf die Outdoor-Sparren zu, während Mütter ihre Kinder um den exzentrischen Besucher herum und in die Einrichtung - das lokale Gesundheitszentrum - lenken, wobei sie neugierige, aber besorgte Blicke stehlen. Die Tiere reagieren mit einem Klicken und Quietschen. "Sie freuen sich, uns zu sehen", sagt er und lacht leise.

Fledermausflüsterer ist Dr. Prime Mulembakani und zusammen mit einigen Kollegen aus der Demokratischen Republik Kongo Institut National de Recherche Biomédicale (INRB) in Kinshasa ist er in Kimpese, um Fledermäuse im Rahmen einer US-amerikanischen Agentur für internationale Entwicklung (Predict) auf potenziell gefährliche Viren zu testen. Das Projekt Predict wurde 2009 im Rahmen des Emerging Pandemic Threats-Programms der USAID ins Leben gerufen. Das Projekt Predict wurde 2014 mit einem Zuschuss von 100 Millionen US-Dollar über einen Zeitraum von fünf Jahren erneuert, um eine umfangreiche, durchsuchbare Datenbank der zoonotischen Krankheitserreger für die Entstehung von Pandemiedrohungen in Ländern der Welt zu entwickeln.

Wenn Wissenschaftler die Orte detaillierter kennenlernen können, an denen tödliche Viren warten, denken sie, können sie von einer schwellenden Pandemie abkommen und Ausbrüche besser bewältigen, solange sie noch klein und lokal sind. Forscher und andere Personen, die sich mit Ausbrüchen befassen, könnten sich in dieser Datenbank informieren, um beispielsweise die Ursache einer aufkommenden Krankheit zu ermitteln, und können sich schnell mit der Verringerung der Übertragung und der Entwicklung potenzieller neuer Impfstoffe befassen, die unzählige Leben retten könnten.

"Wir haben einen Job", erklärt Mulembakani. "Wir haben auch die Möglichkeit, in engem Kontakt mit Menschen zu stehen, die sich an vorderster Front befinden - den Gemeinschaften, die wirklich gefährdet sind, dass Viren von Tieren auf die Menschen übertragen werden." Die Ironie von möglicherweise krankmachenden Fledermäusen hängt Von den Dachsparren des örtlichen Gesundheitszentrums geht Mulembakani, ein ausgebildeter Epidemiologe, nicht verloren, und er unterbricht die Betonung: "Wir müssen verhindern, dass diese Ereignisse außer Kontrolle geraten."

Es ist eine ehrgeizige Idee, und es steht viel auf dem Spiel. Der berüchtigte Ebola-Ausbruch von 2014 begann wahrscheinlich, als ein Kleinkind in Kontakt mit Fledermauskot kam, während er in der Nähe eines Baumes im ländlichen Guinea spielte. Das Virus tötete in den nächsten zwei Jahren mehr als 11.000 Menschen, verwaiste bis zu 30.000 Kinder und beschädigte die westafrikanischen Volkswirtschaften. In ähnlicher Weise könnte die H1N1-Pandemie „Schweinegrippe“ aus dem Jahr 2009, bei der fast eine Viertelmillion Menschen umkamen, begonnen haben, als sich ein Fünfjähriger in einem Bergdorf 120 Meilen östlich von Mexiko-Stadt infiziert hat. HIV / AIDS - der verheerendste Nebeneffekt des letzten Jahrhunderts - wird nach Schätzungen des Virus von Primaten zu Menschen in den 1920er Jahren auf schätzungsweise 35 Millionen geschätzt.

Und noch vor zwei Wochen hat die Weltgesundheitsorganisation einen weiteren Ebola-Ausbruch ausgerufen - diesmal im Norden der Demokratischen Republik Kongo.

Experten befürchten, dass derartige Spillover-Ereignisse in den kommenden Jahren häufiger werden. Die zunehmende Anzahl menschlicher Eingriffe in Tierlebensräume führt dazu, dass die alten Puffer entfernt werden und der Kontakt mit potenziell infizierten Tieren häufiger wird. Und die Mathematik ist einfach: Mehr Berührungspunkte ermöglichen mehr Spillovers und eine stärkere Übertragung von Tierpathogenen in die menschliche Bevölkerung. Hinzu kommt das globalisierte Verkehrsnetz, in dem Milliarden von Menschen (oder potenziellen Wirten aus Sicht des Virus) nur eine Flugreise entfernt sind und die Risiken mit einer Brandrate zunehmen.

Das mag entmutigend klingen, aber die Ära der "Big Data" -Virologie ist am Horizont und hilft jetzt, embryonale Anstrengungen wie die hier in Kimpese voranzutreiben. "Im Moment versuchen wir zum Beispiel, Impfstoffe für SARS und MERS, die beide Coronaviren sind, getrennt zu entwickeln", sagt Eddy Rubin, Chief Science Officer bei Metabiota, einem Unternehmen in San Francisco, das mehrere Operationen von Predict, einschließlich des Unternehmens, betreibt DRC. "Wenn wir 10.000 Coronavirus-Sequenzen hätten, würden wir wahrscheinlich gemeinsame Merkmale identifizieren, sodass wir anstelle von Impfstoffen gegen einzelne Virusarten Impfstoffe gegen vollständige Virusfamilien herstellen könnten."

Dies würde natürlich viel mehr Engagement und viel mehr Geld erfordern, als derzeit auf dem Tisch liegt - etwas, das den Milliarden von Dollars ähnelt, die große Anstrengungen unternehmen, wie das Human Genome Project, sagt Rubin. Ein ähnlich ehrgeiziges globales virome-Projekt, fügt er hinzu, "könnte erwarten, dass es eine noch höhere Amortisation hat."

Eine solche Unterstützung scheint jedoch in absehbarer Zeit unwirksam zu werden - insbesondere angesichts der drastischen Kürzungen der Entwicklungshilfe- und Entwicklungsprogramme, einschließlich der USAID, im Rahmen des jüngsten von US-Präsident Donald J. Trump vorgeschlagenen Budgets. Gegenwärtig würde der Trump-Vorschlag die Budgets des US-Außenministeriums und der USAID um etwas mehr als 17 Milliarden US-Dollar kürzen - eine Verringerung um 31 Prozent.

Im Moment kämpfen Mulembakani und andere Predict-Teammitglieder auf der ganzen Welt mit dem, was sie haben - obwohl selbst ihre stärksten Befürworter zugeben, dass die Mission vor gewaltigen Hindernissen steht. Abgesehen von Geld gibt es mehr als eine Milliarde Viren in einer Prise Boden, und Wissenschaftler haben gerade erst begonnen, die Landschaft der viralen Vielfalt zu kartieren. Die meisten Viren haben keine spürbaren Auswirkungen auf unsere Gesundheit. Einige sind wahrscheinlich hilfreich und nur ein winziger Bruchteil verursacht Krankheiten. Das macht es herauszufinden, wo bekannte Virenbedrohungen lauern und welche neuen Viren gefährlich sind, Aufgaben mit sehr geringen Erfolgsaussichten. "Ich denke statistisch gesehen", sagt Mulembakani, "es ist eine Herausforderung zu sagen, dass wir etwas finden werden, das das Leben vieler Menschen stark beeinflussen wird."

Und obwohl Mulembakani vergangene Pandemien miterlebt hat, glaubt er auch, dass selbst eine Chance, eine aufkommende Infektion zu kontrollieren, ein Grund für ihn und seine hartnäckigen Kollegen ist, weiterzumachen, obskure Dörfer, unhygienische Märkte und überfüllte Krankenhäuser zu besuchen die Signatur von beunruhigenden Krankheitserregern. "Die Fortschritte in der medizinischen Biologie, in Labortechniken und in der Epidemiologie", sagt Mulembakani, "ermöglichen es, die Welt der Viren mit Pandemiepotenzial zu erkunden und die Welt sicherer zu machen."

Dieser Optimismus angesichts dessen, was in fast jeder Hinsicht eine lange Mission ist, die durch tägliche Rückschläge, politische und infrastrukturelle Hindernisse und andere Frustrationen unterbrochen wird, ist ein entscheidendes Merkmal für die Virenjäger. Für sie ist die Vorstellung, nichts zu unternehmen, um das nächste Überlaufen eines tödlichen Virus von Tieren auf den Menschen zu verhindern, einfach keine Option.

Am Tag vor seiner Ankunft in Kimpese machten sich Mulembakani und sein Team zu Wene auf, einer winzigen Ansammlung von Hütten ohne fließendes Wasser oder Strom.

Im fruchtbaren Tal am Fuße der Crystal Mountains war die Saison der Zwiebelernte, und die Straßen waren laut, mit überladenen Motorrädern, die die Produkte in größere Marktstädte brachten und Ossestaubwolken aufwirbelten. Über ein Netzwerk von Informanten hatte das Predict-Team von einer nahegelegenen Höhle gehört, in der die Dorfbewohner Guano sammelten - den nährstoffreichen Fledermauskot, der die reiche Zwiebelernte ermöglichte - und sie wollten unbedingt Proben sammeln.

Ein langjähriger Guano-Mähdrescher, Nzuzi Yalungana, stimmte zu, die INRB-Forscher - Mulembakani, Guy Midingi und Ipos Lukusa - an den Ort zu führen, als die Sonne unterging. Auf dem Weg zur Höhle vergaß Yalungana die Zeit, indem er sich an frühere Besuche erinnerte. "Wir gingen in Dreiergruppen", erklärte er, "mit Scheinwerfern, Eimern und Spaten, und wir füllten die Säcke." Die Höhlen waren nicht einladend, er warnte: "Es war staubig, nicht zum Atmen."

Um die Höhle zu erreichen, kletterte das Team einen steilen Hügel durch hohes, goldenes Gras, entlang eines von geschwungenen Bäumen markierten Gebirgskamms und einen steilen Abhang hinunter zur klaffenden Mündung der Höhle. Midingi und Lukusa passten sich an - sie trugen Kopf-an-Fuß-Tyvek, einen Vollschutz-Spritzschutz und drei Paar Latexhandschuhe - und reihten ein Netz zwischen zwei Bambusstangen am Eingang der Höhle auf. Diese "Nebelnetze" sind bemerkenswert effektiv bei der Immobilisierung von Fledermäusen - so effektiv, dass viele Unternehmen eine Genehmigung zum Kauf benötigen, um zu verhindern, dass Dorfbewohner Fledermäuse und Vogelpopulationen dezimieren.

Als die Nacht einsetzte, begann die Fledermauswanderung langsam, aber bald rauschte das Netz nach außen, gefolgt von einem schwachen Prasseln wie die ersten zaghaften Regentropfen eines kommenden Sturms. Yalungana sah zu und drückte die Schutzausrüstung mit etwas Verwirrung aus. "Wir sind nicht besorgt", sagt er. „Wir hören, dass diese Wissenschaftler nach Mikroben suchen, die Krankheiten auslösen können. Wir haben es noch nie gesehen, wir haben keinen Beweis und es war nie ein Problem. "

Aber Yalunganas Nonchalance - und der ungepufferte Kontakt zwischen Menschen und Wildtieren - ist die grundlegende Erzählung von Spillover-Geschichten. Wissenschaftler befürchten, dass ein solcher Gelegenheitskontakt eine ideale Gelegenheit für Viren bietet, in den Menschen zu springen. Die erste Frage ist jedoch, ob die Wene-Höhle pathogene Viren beherbergt. In diesem Fall kann es auch Hinweise darauf geben, wie sich Viren durch Tierbestände bewegen.

Nach einer Stunde - und nachdem 13 Fledermäuse eingefangen und sorgfältig in einen weißen Segeltuchbeutel eingeschlossen wurden - gibt Mulembakani das Signal, die Operation abzuschließen. Sie beginnen den Abstieg zum Dorf, die Sterne und der Halbmond erleuchten den Weg zurück zum Kochfeuer von Wene.

In Kimpese bereiten sich Midingi und Lukusa am nächsten Morgen auf die Entnahme von Proben vor. Sie arrangieren sterile Röhrchen, chemische Flaschen und Pipetten auf einer weiß gefliesten Laborbank vor dem Gesundheitszentrum.

An diesem Punkt tritt das Protokoll von Predict in Kraft, ein 96-seitiges Dokument, das die Analysepipeline für alle Forschungsteams des Projekts standardisiert. Die meisten dieser weltweit verteilten Forscher arbeiten an Virusüberwachungsprojekten wie der Probenahme von Fledermäusen in Wene. Es gibt aber auch andere Programme, wie etwa die Art und Weise, wie menschliches Verhalten Spillover-Ereignisse beeinflusst, oder Programme, die mathematische Modelle für die Ausbreitung von Viren erstellen.

Bei einem derart weitläufigen Vorgang, in dem Forschungsteams häufig unterschiedliche Schulungsstufen und logistische Hindernisse vorfinden, ist es wichtig, konsistent zu sein - nur dann sind die Ergebnisse direkt vergleichbar und global anwendbar.

Mulembakani spielte eine wichtige Rolle bei der Gestaltung des Protokolls, und er spricht ehrfürchtig darüber. "Wir waren das erste Land, das vom Predict-Hauptquartier die Genehmigung für das Protokoll erhalten hat", sagt er und strahlt wie ein stolzer Vater. "Jedes Land muss es an seine Region anpassen, aber es sollte sich nicht viel ändern, weil wir wollen, dass es standardisiert wird."

In chaotischen Umgebungen kann man die richtige wissenschaftliche Technik leicht aus den Augen verlieren: Verknüpfungen sind sehr verlockend, wenn potenziell Pandemienfledermäuse um Ihren Kopf flattern oder wenn Vorräte im Zoll stehen. Das Protokoll ist ein Bollwerk gegen Panik, Impuls und sogar Langeweile. Es ist ein Regelwerk für Wiederholung und Zuverlässigkeit, und das Fledermaus-Sampling ist ein sichtbares Beispiel dafür, wie sorgfältig das DRC-Team seine Richtlinien einhält.

Midingi und Lukusa arbeiten sich über mehrere Stunden hinweg durch die Fledermäuse, die sich im Nebelnetz verfangen haben, und verwenden sterile Wattestäbchen, um Speichel, Kot und Blutproben zu sammeln - die Flüssigkeiten, die am wahrscheinlichsten Viren übertragen. Es ist eine fast rhythmische Übung: Wirbeln, Tupfer, Schneiden, Stechen, Drehen, Wiederholen. Sobald die Proben gesammelt sind, beginnen sich die Viruspartikel und ihr genetisches Material abzubauen, und es ist ein Wettlauf mit der Zeit, um zu verhindern, dass wertvolle Daten abrutschen. Die Proben werden mit Lösungen gemischt, die den Stoffwechsel stoppen, und werden sofort in einen Bottich mit flüssigem Stickstoff gegeben: Auf -321 Grad Fahrenheit abgesenkt, verlangsamen sich die Abbauprozesse dramatisch, so dass die Forscher die Proben Tage oder Wochen später im Labor bearbeiten können.

Als die letzte Röhre versiegelt ist, sind sieben der Fledermäuse gestorben, und Mulembakani ist durch die Kosten belastet, die ihre Bemusterungsbemühungen gefordert haben. Er pflegt die lethargischen Überlebenden wieder gesund und füttert die Fledermäuse durch eine Pipette mit konzentriertem Zuckerwasser, und sie taumeln betrunken über den Tisch, während sie wieder zu Kräften kommen.

"Es könnte etwas sein, das sie bereits schwächt", sagt Mulembakani über die alarmierende Todesrate und weist auf ein Parasitenwachstum im Bauch einer Fledermaus und eine Wunde in der Schulter eines anderen hin.

Die nächste Station des Teams ist Kinshasa, die Hauptstadt und größte Stadt der Demokratischen Republik Kongo mit mehr als 11 Millionen Einwohnern. Am Rande der überfüllten Straße versammeln sich die Kinder mit schnellen Stößen, um vorbeifahrenden Autos Schalen mit sich windenden Insekten zu verkaufen. Sie finden, dass Mulembakani ein begeisterter Kunde ist: Er isst gerne Heuschrecken, Termiten und Maden, aber Grillen sind sein Favorit. Er bestellt eine volle Tasche und stellt sie zu seinen Füßen auf den Rücksitz des Wagens.

Mulembakani wurde 1961 in Bandundu Ville, einer Stadt im Westen der Demokratischen Republik Kongo, geboren. Er war einer dieser Kinder und rannte herum, um Insekten zu fangen und auf dem Wochenmarkt zu verkaufen. In der Nacht starrte er stundenlang die Sterne an und hielt seine Lieblingskonstellation - den "starken, beharrlichen" Orion - über den Himmel. Nach seinem Umzug nach Belgien und im Alter von acht Jahren zurück in die Demokratische Republik Kongo - sein Vater war damals ein gefragter Fußballtrainer -, bemerkte Mulembakani die erschütternden wirtschaftlichen Bruchlinien, die Westeuropa von Zentralafrika trennten.

Die Wurzel des Ganzen war, so glaubte er, eine schlechte Gesundheit: Wenn Menschen sich nicht von einer unbedeutenden Verletzung erholen könnten oder wenn sie an vermeidbaren Krankheiten gestorben wären, wie sollte dann erwartet werden, dass sie ein produktives Leben führen?

Mulembakani schrieb sich in der medizinischen Fakultät ein, und gegen Ende seines Studiums stand er vor einer schwierigen Entscheidung. Sein Vater hatte einen gut bezahlten Job bei einem belgischen Unternehmen in Kinshasa angetreten - tatsächlich hatte er dem CEO bereits versprochen, dass sein Sohn die Position übernehmen würde -, aber Mulembakani zögerte. Während er darüber nachdachte, starrte er in den Hallen der Universität nach Plakaten über die Forschung von Affenpocken, zusammen mit Fotos von geschwächten Kindern: „Man konnte sehen, was diese Krankheit den Menschen angetan hat. Ich war gerührt, als wir sahen, wie Menschen an Krankheiten litten, die wir nicht einmal studierten - dies waren die Probleme, die wir lösen mussten, nicht Bluthochdruck und Arthritis. "

Anstatt die komfortable Lage in Kinshasa zu akzeptieren, zog Mulembakani nach Genge, einem kleinen Dorf, das mehr als tausend Meilen entfernt war und weder Wasser noch Strom hatte. "Es war ein sehr heftiger Kampf zwischen mir und meinem Vater, aber andere Leute brauchten meine Hilfe mehr."

In den nächsten 20 Jahren entwickelte sich Mulembakani zu einem prominenten Arzt („Die Leute würden aus 200 Kilometern Entfernung zu mir kommen“), und wurde während des Bürgerkriegs von der Rebellenarmee kooptiert („Wir haben Munition an die Front gebracht und brachten verwundete Soldaten zurück, um sie zu behandeln “, und erlangte einen Master-Abschluss in North Carolina („ Ich hatte nur zwei Semester Geld, aber ich habe gespart, habe wenig gegessen und drei gemacht “).

Seine weitreichenden Erfahrungen machten Mulembakani für seine Rolle an der Spitze des Predict-Knotens der DRC gut geeignet. Er ist luftig und verständnisvoll mit Dorfbewohnern, streng und anspruchsvoll mit wissenschaftlichen Kollegen und charmant und optimistisch mit Ministern und internationalen Spendern. Sein einzigartiges Lachen erleichtert jedoch auch die besorgniserregendsten Momente. Es beginnt mit einem Kichern - ein paar Oktaven höher als erwartet - und eskaliert zu rasselnden Heiterkeit mit Stakkato-Nachbeben als Erinnerung an den Scherz.

Als der Landrover in das Treiben und Summen von Kinshasa eintritt, erfüllt dieses Lachen das Auto: Die Grillen haben sich gelockert und Midingi fegt sie verzweifelt in die Tasche zurück. Ein paar glückliche Ausreißer rennen davon, als Mulembakani an der INRB aussteigt. Die Insekten verschwinden, als die Männer die Autotüren öffnen, um ihre Ausrüstung abzuladen und sie in das grüne einstöckige Virologiegebäude zu befördern, das sich schnell an der ansässigen Population von Ziegen im zentralen Innenhof der INRB vorbei bewegt.

Gemäß dem Protokoll ist es die erste Aufgabe des Unternehmens, sicherzustellen, dass die wertvollen Proben den nächsten Schritt in der „Kühlkette“ machen, nämlich die konsequente Aufrechterhaltung von Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, um die Viren vor dem Erkennen zu schützen. Midingi und Lukusa arbeiten zusammen, um den großen Bottich mit flüssigem Stickstoff in das Labor zu befördern, in dem zwei Labortechniker eilig den Weg zum Gefrierschrank von -112 Grad Fahrenheit ebnen. Lukusa öffnet die Tür und Dampfkaskaden raus und wirbelt zu seinen Füßen, während er die Proben sicher in einem Metallgestell aufbewahrt.

"Willkommen zurück", sagt Maria Makuwa, die Virologin des Teams. "Ich brauche Ihren Beispielbericht, bevor Sie es vergessen."

Während das Sampling-Team Fledermäuse sammelte, nahm Makuwa an einem Logistikmeeting teil, bei dem die Organisatoren neue Anweisungen für Steuerbefreiungsanfragen und Einfuhrverfahren teilten. Der Betrieb eines biologischen Forschungslabors ist ein komplexes, mehrdimensionales Puzzle, in dem Finanzierung, Material, Ausrüstung, Arbeitskräfte und Analyse zusammenpassen müssen. Um im DRC zu arbeiten, wo Korruption selbst die einfachste Aktion komplizieren kann, ist eine zusätzliche Ebene logistischer Zauberei erforderlich. Mit einer drahtigen, zähen 65 ist Makuwa der Aufgabe gewachsen. Sie wurde in der ehemaligen Tschechoslowakei geboren und wuchs - bezeugt durch ihre geradlinige Direktheit - und hat ihre Straße nach fast vier Jahrzehnten öffentlicher Gesundheitserfahrung in Zentralafrika entwickelt.

"Früher gab es viel Betrug", sagt sie. „Einmal hatten wir die Erlaubnis, 100 Kilo Vorräte zu kaufen, und wenn der letzte Papierkram kommt, ist er dreimal so teuer, wie sie gesagt hatten.“ Um die Landmanager zu entlasten, hat Metabiota damit begonnen, die Vorräte zentral über seine Zentrale zu bestellen in San Francisco. Dieses Arrangement erlaubt es Leuten wie Makuwa, mehr Zeit für ihre wissenschaftliche Arbeit zu verwenden, aber die Entfernung kann zu eigenen Problemen führen.

Das Kinshasa Predict Center erhält gelegentlich Dokumente, die für die Teams in Sierra Leone oder Kamerun bestimmt sind, und das Beharren auf Originalbestellformularen (nicht Kopien) verzögert die Lieferung kritischer Lieferungen. „Es wird allmählich klarer, aber am Anfang war es so“, rollt sie mit den Augen, „sehr schwierig.“ Und das ist nur, um die Vorräte ins Labor zu bringen. Sobald sie angekommen sind, gibt es oft weitere Überraschungen. Makuwa hat einmal 50 verschiedene DNA-Extraktionskits getestet - preiswerte Verbrauchsmaterialien, die von Biotech-Unternehmen entwickelte proprietäre Lösungen verwenden - und nur vier davon funktionierten.

Mit der Zeit hat das Protokoll dazu beigetragen, diese Unsicherheit zu beseitigen, indem nur die effektivsten Reagenzien und bewährten Methoden in den Workflow des Teams integriert wurden. Es geht so: Ein Röhrchen von der Größe einer Stiftkappe, die eine Probe und eine Konservierungsflüssigkeit enthält, wird aus dem Gefrierschrank genommen und nach und nach auf Eis aufgetaut. "Wir schauen uns zuerst die von Mund- und Rektalabstrichen an", sagt Lukusa, "da wird uns gesagt, ob das Tier das Virus ausscheidet und besonders gefährlich ist."

In den nächsten Stunden werden die Röhrchen geschüttelt, geschleudert, erhitzt und gekühlt - alles Teil des Prozesses zur Extraktion von RNA, dem Molekül, das Tiere und Viren gleichermaßen für die Kodierung von Proteinen verwenden. Diese Schritte sollen das biologische Material in der Probe aufbrechen: von vergleichsweise massiven eukaryotischen Zellen des Fledermausgewebes über einfachere Darmmikrobiota bis hin zu kleinen Viruspartikeln.

Ein typisches Virus ist etwa eine Million Mal kleiner als ein Fledermausblut. Daher besteht eine Herausforderung darin, den Nachweis von viralem Erbgut vor dem Hintergrund reichlich vorhandener Zellen mit größeren Genomen zu suchen. Um dies zu unterstützen, verwendet das Team eine Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR), wandelt RNA in komplementäre DNA um und repliziert sie immer wieder, bis das virale genetische Signal über das bakterielle und eukaryontische Rauschen steigt. Trotzdem gibt es - zum größten Teil finanzielle - Grenzen für das, was sie testen, und trotz seiner Begeisterung spuckt Mulembakani über die Einschränkungen.

"An diesem Punkt fischen wir", sagt Mulembakani, "auf der Suche nach fünf verschiedenen Virusfamilien."

Die meisten der wichtigsten Viren, die als Pandemien auftreten können, stammen aus diesen Familien. Die Verdächtigen Coronaviridae , Paramyxoviridae , Filoviridae , Flaviviridae , und Orthomyxoviridae - sind Familien, die bekannte Mörder wie Dengue, Ebola, SARS, Marburg und die Grippe einschließen. Die Auswahl dieser fünf Virusfamilien war eine schwierige Entscheidung für das Predict-Projekt. Das Team suchte nach einem Gleichgewicht zwischen Vollständigkeit - diese fünf Familien machen nur vier Prozent der gesamten viralen Vielfalt aus - und den Kosten einer sorgfältigen Analyse. Am Ende wurde die Untersuchung aller 122 bekannten Virusfamilien als weniger wirksam eingestuft als eine gründliche Analyse der bekannten schlimmsten Bedrohungen.

Um tödliche Zoonose-Infektionen abzuwehren, ist die Fünf-Familien-Shortlist ein guter Anfang, sagt Nathan Yozwiak, ein stellvertretender Direktor für Virusgenomik am Broad Institute, obwohl er vielleicht noch ein paar zusätzliche Gruppen hinzufügt. "Dies sind die Hauptfamilien von RNA-Viren, die eine akute Erkrankung verursachen", sagte er in einem Interview, "aber es ist sicherlich keine erschöpfende Liste. Die große Sache, die fehlt, sind die Arenaviren, RNA-Viren, die zum Beispiel Lassa enthalten. DNA-Viren wie Herpesviren können auch viele Krankheiten verursachen. “

Aber selbst mit dieser kompakten Liste ist eine umfassende Analyse zeitaufwändig und kostenintensiv: Bei 43,40 USD pro Probe (ohne die Gehälter der Wissenschaftler) können sich Tausende von Analysen summieren. Nach dem RT-PCR-Verfahren werden Proben gefärbt und einige Mikroliter aus jedem Röhrchen werden in verschiedene Spuren eines Gels injiziert, das mit Agarose (einem aus Algen gewonnenen Polymer) hergestellt wurde. Wenn ein elektrischer Strom entlang der Länge des Gels angelegt wird, beginnt die DNA durch das Agarosendickicht zu wandern. Wie Kinder, die durch eine Menschenmenge laufen, bewegen sich kleinere DNA-Moleküle schneller und die Größenverteilung von DNA-Fragmenten kann bestimmt werden. Wenn eine bestimmte, helle Bande genau an der richtigen Stelle auftaucht - etwas, das laut Mulembakani in etwa zehn Prozent der Zeit der Fall ist -, ist dies das wahrscheinliche Zeichen eines Zielvirus.

Aber auch dann ist eine weitere Analyse erforderlich, um das Risiko einzuschätzen. Das Coronaviridae Zum Beispiel umfasst die Familie alles von der Erkältung bis zu SARS, was in den frühen 2000er Jahren zu globaler Panik führte. Um herauszufinden, ob die Probe gutartig oder tödlich ist, wird das Material nach Deutschland verschickt, wo die Tests durchgeführt und die genetische Sequenz des amplifizierten Teils gelesen, kommentiert und an die INRB zurückgesendet wird. Das Team sendet dann die Ergebnisse zur Bestätigung an die USA.

Das bedeutet, dass jede dieser Ergebnisse mit etwas Neugier und etwas Angst untersucht wird.

Im Herbst 2012 hörte das Predict-Team in Kinshasa von internationalen Kollegen und wusste, dass ein Sommerrätsel gelöst wurde. In den vergangenen Monaten waren vier Bonobos aus dem nahe gelegenen Lola Bonobo Sanctuary unter mysteriösen Umständen gestorben und hatten Angst vor einer Epidemie unter den Menschenaffen geweckt, die sich in die weitläufige Großstadt Kinshasa ergießen könnte.

Die Ergebnisse wiesen auf das Enzephalomyocarditis-Virus hin, das das Herz anspricht und schnell tötet. "Sie haben die Symptome am Morgen", sagt Claudine Andre, der Gründer des Heiligtums, "und in der Nacht sind sie tot." Die hohe Mortalität unter Bonobos - einer der engsten Angehörigen der Menschheit - war seit einem Virus besonders besorgniserregend Virulenz ist bei nahe verwandten Arten häufig ähnlich. Seit dieser Episode arbeitet das Predict-Team mit Andre und ihren Mitarbeitern zusammen, um unter den Bonobos nach verdächtigen Viren Ausschau zu halten.

Lola fungiert als Zwischenhaus für Bonobos, die aus dem illegalen Handel mit Wildtieren gerettet wurden. Auf dem Schwarzmarkt in Kinshasa oder Kisangani werden sie ins Heiligtum gebracht, gesund gepflegt und in Gruppen sozialisiert. Sie tummeln sich tagsüber in großen Gehegen und verbringen ihre Nächte in geschlossenen Räumen. Wenn alles gut geht, werden sie wieder in ihren ursprünglichen Lebensraum in der Demokratischen Republik Kongo gebracht.

Das Heiligtum umfasst 75 Hektar Wald an dem ehemaligen Stadtrand der Hauptstadt, eingebettet unter einem Klippenring. Nun fühlt sich Andre belagert. Ein von einem chinesischen Unternehmen errichteter Damm auf dem Talboden schafft Becken mit stehendem Wasser, die Tigermücken direkt vor den Toren von Lola beherbergen. Von der riesigen industriellen Hühnerfarm auf den Klippen kommt "Kot mit dem Regen den Berg hinunter und in das Gehege, und die Kühe weiden an der Quelle, die unser Heiligtum füttert", klagt Andre. "Wir sind umgeben von Problemen."

Dieses ökologische Mash-up ist eine andere Situation, die Wissenschaftler für das Überlaufpotenzial erkennen. Es bringt Insektenvektoren, mit Antibiotika behandeltes Vieh, halbwild lebende Tiere aus vielen verschiedenen Wäldern und eine vielfältige, vorübergehende Gruppe von Menschen zusammen und erzeugt ein starkes Gebräu von Genen, die unter den Arten gemischt sind. Dies macht die Zuflucht zu einem nützlichen Leitfaden für Predict und zu einem Petri-Dish-Mikrokosmos der Region. "Schimpansen, Affen - man kann eine Vielzahl von Viruserkrankungen damit in Verbindung bringen", sagt Makuwa. "Aber es ist selten, ein Virus in Bonobos zu finden", so dass ihre Erkennung umso besorgniserregender und ständiger Wachsamkeit ist.

"Wenn sich dieser Bereich ändert, werden sehr seltsame Dinge aus dem Wald kommen."

Als Studentin im sowjetischen Bratislava sagt Makuwa, sie sei fasziniert vom Elektronenmikroskop, einem massiven Instrument, das erstaunliche Einblicke durch Bilder enthüllt: fadenzellige Zellmembranen und Steampunk-Virusinjektionssysteme. "Sie sagten mir, dass es nicht für die Mädchen war", erinnert sie sich, "dass es nur für die Jungen war, weil Sie Physik und Optik kennen müssen … Ich habe ihnen gezeigt, dass ich völlig autark sein kann: Bereiten Sie meine Proben vor, verwenden Sie die Mikrotom, machen Sie die Untersuchung. Ich war das einzige Mädchen, das dort arbeiten durfte. “

Tatsächlich war es eine Offenbarung, die winzigen Entitäten zu sehen, die Tiere in Milliardenfachen Größenordnungen ihrer Größe aussenden können. "Um zu beweisen, dass es einen Virus gibt, muss man ihn heutzutage nicht wirklich sehen", erklärt sie. Sie ist effizienter, räumt sie ein, aber manchmal glaubt sie, dass das Vertrauen in die Genetik einen Nachteil haben kann: "Wir verlieren etwas von der Unmittelbarkeit und der persönlichen Wirkung."

In Bratislava lernte Makuwa ihren zukünftigen Ehemann kennen, der aus der ehemaligen Provinz Katanga in der südlichen Demokratischen Republik Kongo stammte. Sie zogen 1978 nach Kinshasa und waren fasziniert von der Lebendigkeit der Stadt. "Damals kannte ich Kinshasa in der Nacht, ich war sehr jung", sagt sie wehmütig. "Wir waren jeden Abend draußen, um zu trinken, zu tanzen, jeden Abend irgendwo."

Wenn Kinshasa jedoch weniger charmant urban ist, bleibt Makuwa fasziniert von der nanoskaligen Welt der Viren und scannt jeden Morgen die wissenschaftliche Literatur nach relevanten Studien und neuen Daten. Mit jeder wissenschaftlichen Arbeit entdecken Forscher, wie abschreckend beeindruckende Viren sein können: Sie sind der frisch geschärfte Punkt eines evolutionären Wettrüstens mit Wirten wie wir. Zum Beispiel hat das kleinräumige Ebola-Virus nur sieben Gene und ist dennoch in der Lage, einen menschlichen Wirt, der 19.000 Gene enthält, schnell zu entsenden. Sein Genie besteht darin, eine selbstzerstörerische Reaktion auszulösen, das Immunsystem des Körpers zu entwaffnen, um Zugang zu lebenswichtigen Organen zu erhalten.

Diese nervenaufreibende Effizienz in Verbindung mit einer schnellen Entwicklung und der Ungewissheit der physiologischen Reaktion eines Wirts kann dazu führen, dass Viren praktisch nicht mehr zu erkennen sind. Trotz der von Predict gesammelten Unmengen an genetischer Sequenz und dem suggestiven Titel des Projekts sind die Daten kein Risiko für das Risiko: Die Kenntnis der Sequenz eines neuen Virus sagt den Wissenschaftlern nicht unbedingt aus, wie gefährlich sie sein wird. „Man kann im Idealfall Rückschlüsse auf die Rolle jedes Gensegments ziehen“, erklärt Yozwiak des Broad Institute, „und das wäre nützlich, aber größere Sprünge hinsichtlich seines Phänotyps bei Menschen oder anderen Reservoirarten zu machen, ist viel schwieriger machen."

Dies ist jedoch auch ein wesentlicher erster Schritt, und wenn mehr Sequenzen aus den äthiopischen Bergen oder den Reisfeldern Vietnams und den Höhlen, Wäldern und sogar den Städten der Demokratischen Republik Kongo strömen, werden die Modelle stärker.

Kingasani ist ein lebhaftes, chaotisches Viertel am östlichen Rand von Kinshasa. Es ist unter den Mitarbeitern der INRB für seinen Drogenhandel und das Rotlichtviertel bekannt. Es ist auch die erste Anlaufstelle für viele neue Stadtbewohner. Die Scharen von Dorfbewohnern, die in der Hoffnung auf ein besseres Leben in die Hauptstadt strömen. Diese Migranten bringen häufig Krankheiten aus dem Busch mit sich, was Kingasani zu einer heißen Zone macht, die es zu sehen gilt, da potenzielle Zoonosen aus Zehntausenden Quadratkilometern im Slum konzentriert sind.

Das Kingasani Hospital ist an einer zehn Meter hohen Betonmauer von den fauligen Straßen gesperrt. Mit einer Gebühr von 4 US-Dollar erhalten Sie eine medizinische Beratung. Es ist ein guter Preis, und als Mulembakani und sein INRB-Gefolge gebeten werden, sich mit den Nonnen zu treffen, die die Anlage betreiben, liegen Dutzende kranker Patienten auf Matten vor den Toren und betteln um den Copay, an der Schwelle zwischen dem Elend und dem Elend ordentliche Krankenhausabteilungen.

Hypothetisch ist dies der Ort, an dem ein Guano-Sammler wie Yalungana aus einem winzigen Dorf wie Wene enden könnte, wenn er sich in der Fledermaushöhle ein Bein kratzte und einen hartnäckigen Husten oder ein unbehandelbares Fieber bekam. Er könnte diese Krankheit auf andere Patienten übertragen, die entlassen werden können, bevor sich Symptome entwickeln. Wenn sich die Zahl der Opfer beschleunigt, würden Gesundheitsbeamte versuchen herauszufinden, was der genaue Infektionserreger war, woher er kam, wie er von Person zu Person übertragen wurde und wie die Kette am besten zu trennen war. Die Zeit, die für eine solche Beurteilung benötigt wird, bedeutet, dass kritische Tage verloren gehen würden, um eine sich schnell ausbreitende Epidemie zu überwinden.

Das Predict-Team hofft, dass ihre Informationen den Ausbrüchen in einem solchen Fall einen wertvollen Vorsprung verschaffen werden. Sobald das unbekannte Virus entdeckt wurde, kann es schnell sequenziert und mit der Datenbank, die Mulembakani und seine Kollegen auf der ganzen Welt aufgebaut haben, abgeglichen werden. Im Kingasani Hospital will er ein noch breiteres Netz bilden, indem er menschliche Patienten auf Viren untersucht (ein Verfahren, das sowohl vom lokalen als auch vom US-amerikanischen Institutional Review Board genehmigt wurde und bei dem alle Experimente am Menschen hinsichtlich Wirksamkeit und Ethik bewertet werden).

Für das INRB-Team ist dies eine Art philosophische Verschiebung, die sich von einem zielorientierten Fokus auf Überwachung zu Früherkennung bewegt. Dabei wird nach Viren gesucht, die die Reaktion auf die öffentliche Gesundheit beeinflussen können. Aber es ist auch eine Idee mit einem offensichtlichen Versprechen: Nach einem zehnminütigen Meeting mit den Nonnen, die die Gesundheitseinrichtung betreuen, hat Mulembakani das Krankenhaus erfolgreich überzeugt, ihre Patienten zu beproben.

"Dies ist ein großer Schritt für uns", sagt Mulembakani, als das Krankenhaustor zuklappt. "Wenn wir neue Krankheitserreger von kranken Patienten finden, kann unser Team neue Assays vorstellen."

Er zögert einen Moment und merkt, dass einige zusätzliche Schulungen in der richtigen Reihenfolge sind: "Ich hoffe nur, dass sie das Protokoll richtig anwenden."

Feuer am frühen Abend über Kinshasas Außenbezirken verdichten die Luft mit dem Rauch von Holzrauch. In der dunstigen Dämmerung bei einer dunklen Bierflasche dekomprimiert Mulembakani in einem Café im Freien und wechselt von einem überschäumenden Verkäufer zu einem leicht depressiven Realisten.

In den letzten sieben Jahren hat sein Team Tausende von Tieren an Hunderten von Standorten in einigen der unterschiedlichsten Ökosysteme der Welt untersucht. Sie haben mit dem Aufbau einer Datenbank für die Verbreitung von Viren begonnen und arbeiten mit dem nationalen Gesundheitsministerium zusammen. Die astronomische Anzahl und die fraktale Vielfalt von Viren könnten jedoch eine unüberwindbare Lücke sein, und das Ziel, Viruskiller zu finden, bevor sie ihren Wutanfall beginnen, ist vielleicht nicht mehr als eine ehrgeizige menschliche Hoffnung, die unter der Realität der Natur schwindet.

In der Demokratischen Republik Kongo, wo täglich dringende und greifbare Probleme das Leben durchdringen, kann es schwierig sein, diese Abstraktionsebene zu akzeptieren. Kritiker könnten argumentieren, dass mehr Ressourcen auf die täglichen Anforderungen der Sicherheit, der Nahrungsmittelversorgung und des Wirtschaftswachstums ausgerichtet werden sollten, als auf die Suche nach mikroskopisch kleinen Organismen. Für Mulembakani sind Pandemien jedoch nahezu unübertroffen in ihrer Fähigkeit, die Gesellschaft zu destabilisieren, und Vorbereitung ist der Schlüssel zur Prävention. Seiner Meinung nach rennt er vielleicht nicht herum, um Feuer zu löschen. Er entwickelt jedoch eine Theorie der Flamme, kartiert die Konturen und untersucht seine hitzigen Neigungen, um eine effektive Reaktion zu entwickeln.

"Wir kennen kein Hundertstel eines Prozent der Natur", sagt Mulembakani mit einem Seufzer. „Da draußen ist so viel. Aber wir haben einen Job zu erledigen. «Er nimmt einen Schluck Bier und richtet seinen Blick gen Himmel, wobei er leicht seine Lieblingskonstellation, Orion, den unvergleichlichen Jäger, erkennt. "Vielleicht lerne ich nichts Interessantes", sagt er, "aber ich könnte." Und dass etwas alles sein könnte, eine Entdeckung, um eine Pandemie zu verhindern und das Versprechen zu erfüllen, das er seinem Land vor Jahrzehnten gemacht hat.

„Ich weiß nicht wirklich, warum ich mich so sehr interessiere, aber ich kann nicht dabei sein.Ich werde alles geben, was ich brauche, um Menschen zu helfen, die leiden. “Mulembakani lehnt sich zurück und schlägt die Fliegen abwesend vom Tisch. Das Gespräch verschiebt sich, und schon bald ist sein Unterschriftenlachen zurückgekehrt und trägt in die Dunkelheit.

Eine Version dieses Artikels erschien ursprünglich bei Undark, einem Magazin für digitale Wissenschaft, das vom Knight Science Journalism Fellowship Program am MIT veröffentlicht wurde.