Virus-basierte Technologien

Im Fokus des Innovationsfelds stehen Konzepte und Lösungen für den Einsatz von Viren und Phagen zur gezielten Anwendung in der Medizin (Prävention, Therapie, Diagnostik) oder Biotechnologie sowie zur biointelligenten Nutzung. Das Leistungsangebot reicht dabei vom Genom-Engineering bis zur Prozessentwicklung im Labormaßstab.

Einen Schwerpunkt bildet das Engineering von Viren zu therapeutischen Wirkstoffen. Onkolytische Viren beispielsweise gelten als Hoffnungsträger in der Krebstherapie. Im Innovationsfeld wurde bereits eine virale Plattform auf Basis von Herpes Simplex-Virus Typ 1 (HSV-1) entwickelt. Die Fähigkeit von viralen Vektoren/Viren, genetische Informationen in Zellen zu transportieren und dort zu verankern, kann vielfältig genutzt werden, insbesondere für die Zell- und Gentherapie.

Bakteriophagen sind attraktive Alternativen für die Bekämpfung von antibiotikaresistenten Bakterien und technologisch vielfältig einsetzbar, etwa zur Herstellung von Antikörpern, als biointelligente Aktoren und Sensoren in der Fermentation oder beim Abbau von Biofilmen.

Darüber hinaus entwickeln wir Virus-like Particles (Virus-ähnliche Partikel) als Vakzine und zum zielgenauen Drug Delivery.

Arbeitsgebiete und Technologien

  • Engineering therapeutischer Viren
  • Virale Vektoren (Zell- und Gentherapie)
    • Onkolytische Viren
    • Impfstoffe
  • Phagen-Technologie
  • Virus-like Particles
  • Virale Nachweissysteme

Virus-basierte Technologien

 

Therapeutische Viren

Infektionsmechanismen von Viren zu verstehen, sie diagnostisch zu erfassen sowie Ansätze zur gezielten Prävention (Vakzine) und Therapie (onkolytische Viren) zu entwickeln, sind unsere zentrale Anliegen.

Mittels viralem Genom-Engineering konnten wir eine module Virus-Engineering-Plattform etablieren, die sich sowohl zur Entwicklung von Impfstoffen als auch zur Tumorvakzinierung eignet..

 

Virus-ähnliche Partikel

Zur Entwicklung virus-basierter Therapien statten wir Virus-like particles mit Antigenen aus, um sie beispielsweise als Vakzine einsetzen zu können. Ebenso entwickeln wir sie als Vehikel für ein zielgerichtetes »Drug Delivery«.

 

Bakteriophagen

Bakteriophagen sind Viren, die spezifisch und ausschließlich Bakterien zerstören. Sie können u.a. für therapeutische Zwecke, zur bakteriellen Diagnostik und zum Abbau von Biofilmen eingesetzt werden. Wir beschäftigen uns mit dem wegweisenden Thema ihres anwendungsbezogenen Einsatzes zur gezielten Keimreduktion – therapeutisch gegen Karieserreger ebenso wie in technischen Umgebungen.

Viruskultur und molekulare Diagnostik

 

Viruskultur und Virusnachweis

Mit unserer Erfahrung und Infrastruktur bieten wir die Kultivierung und Herstellung ausgewählter Viren an. Zur Charakterisierung und weiteren Untersuchung stehen eine Reihe von Assays zur Verfügung. Ein Spezialgebiet ist das virale Genom-Engineering, mit dem wir Viren für verschiedenste Zwecke maßschneidern.

 

PCR-Technologien

PCR-basierte Technologien bilden die Grundlage zur schnellen Identifizierung und Quantifizierung von Pathogenen. Wir entwickeln vor allem Multiplex-PCR-Systeme zum hochparallelen Nachweis von Pathogenen. Auf ihrer Basis können für Kunden aus Unternehmen, Kliniken und Forschungseinrichtungen Verfahren zur Diagnostik von Viren, Pilzen und Bakterien entwickelt werden.
 

Array-Technologien

Mit langjähriger Erfahrung entwickeln wir auf Nukleinsäuren oder Proteinen beruhende Microarrays als effektive Nachweissysteme für Erreger von Sepsis oder Hautinfektionen, den Nachweis von Resistenzen oder die Diagnose respiratorischer Erkrankungen: vom Sondendesign bis zur Immobilisierung mit Kontaktprintingverfahren.

Weitere Informationen

 

WasserCheck

Das Fraunhofer IGB und die AQA GmbH haben ein Verfahren entwickelt, das es jedem Haushalt ermöglicht, sein Trinkwasser selbst zu testen.

NALFA – Schnelle Detektion pathogener Viren

Für Herpes simplex Virus 1 haben wir einen nukleinsäurebasierten Lateral Flow Assay zur schnellen Vor-Ort-Diagnostik etabliert. Der LFA eignet sich auch für SARS-CoV-2.

Infektionsbiologie und Array-Technologien

Herstellung, Kultur und Charakterisierung von humanpathogenen Viren

Viren sind kleinste Erreger, die Mensch und Tier in großer Vielfalt bedrohen und zu Krankheiten führen. Ihre Infektionsmechanismen zu verstehen, sie diagnostisch zu erfassen sowie Ansätze zur gezielten Prävention (Vakzine) und Therapie (antivirale Moleküle) zu entwickeln, sind zentrale Anliegen der Arbeitsgruppe von Prof. Bailer.

Mit unserer virologischen, zellbiologischen und molekularbiologischen Erfahrung und Infrastruktur bieten wir die Kultivierung, Herstellung und den Nachweis von ausgewählten humanpathogenen Viren an. Zur Charakterisierung und weiteren Untersuchung stehen direkte und indirekte Nachweismethoden zur Verfügung.

Leistungsangebot

  • Viruskultur (Quantifizierung, Reinigung, Charakterisierung von Viren)
  • Testung von antiviralen Molekülen und Charakterisierung ihrer Wirkweise
  • Analyse von Virus-Virus- und Virus-Wirts-Proteininteraktionen
  • 2D-Infektionssysteme
  • Virusdiagnostik mittels Bioanalyzer, PCR, RT-qPCR,  Microarray und ELISA
  • Differenzierung von bakteriellen, viralen und fungalen Erkrankungen
  • Virus-Engineering (Herpesviren)

Viren: Herpesviren (HSV-1, HSV-2, VZV, EBV), Polioviren, Influenza-Viren können im L2/S2-Bereich produziert, konzentriert und gereinigt werden.

Diagnostik

Zur Charakterisierung der Viren stehen eine Reihe von virologischen Assays zur Verfügung:

  • Viraler Plaque-Assay
  • TCID50 Assay
  • Analyse der Wachstumskinetik
  • ELISA

Zum Nachweis von Erreger-Genomen stehen molekularbiologische Assays bereit:

  • Bioanalyzer
  • PCR
  • RT-qPCR

Zur Analyse von Protein-Wechselwirkungen (auch im Hochdurchsatz) werden das Hefe-2-Hybridsystem, der Lumier- und der BRET-Assay eingesetzt. Indirekte Immunfluoreszenzanalyse mittels Konfokalmikroskopie gehört zu den Standardmethoden.

Infomaterialien

 

Produktblatt »DNA-Microarrays – Erregernachweis, Resistenzdetektion, Genexpressionsanalyse«

Ausgewählte Publikationen

Heese, R.; Wetschky, J.; Rohmer, C.; Bailer, S.M.; Bortz, M. Fast and Non-Invasive Evaluation of Yeast Viability in Fermentation Processes Using Raman Spectroscopy and Machine Learning. Beverages 2023, 9, 68. doi: https://doi.org/10.3390/beverages9030068

Bailer, S. M.; Rohmer, C.; Rother, D.; Epting, K. Potenzialanalyse Virus-basierte Therapien - Neue Therapieformen und deren Translation in die Klinik : Abschlussbericht. (2023). Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

Lieber, D.; Bailer S. M. (2013)
Determination of HSV-1 infectivity by plaque assay and a luciferase reporter cell line
Methods Mol Biol. 1064: 171-181. doi: 10.1007/978-1-62703-601-6_12.

Striebinger, H.; Koegl, M.; Bailer, S. M. (2013)
A high-throughput yeast two-hybrid protocol to determine virus-host protein interactions
Methods Mol Biol. 1064: 1-15. doi: 10.1007/978-1-62703-601-6_1.

Lenac Roviš, T.; Bailer, S. M.; Pothineni, V. R.; Ouwendijk, W. J.; Šimić, H., Babić, M.; Miklić, K.; Malić, S.; Verweij, M. C.; Baiker, A.; Gonzalez, O.; von Brunn, A.; Zimmer, R.; Früh, K.; Verjans, G. M., Jonjić, S; Haas, J. (2013)
Comprehensive analysis of varicella-zoster virus proteins using a new monoclonal antibody collection
J Virol. 87(12): 6943-6954. doi: 10.1128/JVI.00407-13.
 

Wissenschaftliche Publikationen

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 Fast and Non-Invasive Evaluation of Yeast Viability in Fermentation Processes Using Raman Spectroscopy and Machine Learning
Heese, Raoul; Wetschky, Jens; Rohmer, Carina; Bailer, Susanne; Bortz, Michael
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Thermal inactivation of the corona virus (SARS-CoV-2) in air volumes
Schlott, André; Hutsch, Thomas; Sauer, Eileen; Wetschky, Jens; Hessel, Jana; Bailer, Susanne; Laubert, John; Lösch, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Impfstoffe günstig herstellen - Neues Verfahren zur Inaktivierung von Erregern in Flüssigkeiten
Thoma, Martin; Fertey, Jasmin; Gotzmann, Gaby; Bailer, Susann
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 An AZT Analog with Strongly Pairing Ethynylpyridone Nucleobase and Its Antiviral Activity against HSV1
Han, J.; Funk, C.; Eyberg, J.; Bailer, S.; Richert, C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 The HSV1 Tail-Anchored Membrane Protein pUL34 Contains a Basic Motif That Supports Active Transport to the Inner Nuclear Membrane Prior to Formation of the Nuclear Egress Complex
Funk, Christina; Marques, Debora; Ott, M.; Raschbichler, V.; Bailer, Susanne
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Patterns of autologous and nonautologous interactions between core nuclear egress complex (NEC) proteins of a-, v- and g-herpesviruses
Häge, S.; Sonntag, E.; Borst, E.M.; Tannig, P.; Seyler, L.; Bäuerle, T.; Bailer, S.; Lee, C.-P.; Müller, R.; Wangen, C.; Milbradt, J.; Marschall, M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Cold atmospheric plasma as antiviral therapy - effect on human herpes simplex virus type 1
Bunz, O.; Mese, K.; Funk, C.; Wulf, M.; Bailer, S.; Piwowarczyk, A.; Ehrhardt, A.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Comprehensive analysis of nuclear export of herpes simplex virus type 1 tegument proteins and their Epstein-Barr virus orthologs
Funk, Christina; Verena Raschbichler; Lieber, Diana; Wetschky, Jens; Arnold, Eileen; Leimser, Jacqueline; Biggel, Michael; Friedel, Caroline C.; Ruzsics, Zsolt; Bailer, Susanne
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2018 Nuclear egress of TDP-43 and FUS occurs independently of Exportin-1/CRM1
Ederle, Helena; Funk, Christina; Abou-Ajram, Claudia; Hutten, Saskia; Funk, Eva B.E.; Kehlenbach, Ralph H.; Bailer, Susanne; Dormann, Dorothee
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Begomoviral Movement Protein Effects in Human and Plant Cells
Krapp, S.; Schuy, C.; Greiner, E.; Stephan, I.; Alberter, B.; Funk, C.; Marschall, M.; Wege, C.; Bailer, S.; Kleinow, T.; Krenz, B.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Herpesviral vectors and their application in oncolytic therapy, vaccination, and gene transfer
Bailer, S.; Funk, C.; Riedl, A.; Ruzsics, Z.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Venture from the Interior-Herpesvirus pUL31 Escorts Capsids from Nucleoplasmic Replication Compartments to Sites of Primary Envelopment at the Inner Nuclear Membrane
Bailer, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Genusstauglich? - Hygienische Wasseruntersuchung per Schnelltest
Bailer, Susanne
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Subcellular trafficking and functional relationship of the HSV-1 glycoproteins N and M
Striebinger, Hannah; Funk, Christina; Raschbichler, Verena; Bailer, Susanne M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Asna1/TRC40 that mediates membrane insertion of tail-anchored proteins is required for efficient release of Herpes simplex virus 1 virions
Ott, Melanie; Marques, Débora; Funk, Christina; Bailer, Susanne M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Pathogens inactivated by low-energy-electron irradiation maintain antigenic properties and induce protective immune responses
Fertey, Jasmin; Bayer, Lea; Grunwald, Thomas; Pohl, Alexandra; Beckmann, Jana; Gotzmann, Gaby; Portillo Casado, Javier; Schönfelder, Jessy; Rögner, Frank-Holm; Wetzel, Christiane; Thoma, Martin; Bailer, Susanne M.; Hiller, Ekkehard; Rupp, Steffen; Ulbert, Sebastian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2015 The herpes simplex virus protein pUL31 escorts nucleocapsids to sites of nuclear egress, a process coordinated by its N-terminal domain
Funk, C.; Ott, M.; Raschbichler, V.; Nagel, C.H.; Binz, A.; Sodeik, B.; Bauerfeind, R.; Bailer, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2015 Subcellular trafficking and functional importance of Herpes simplex virus type 1 Glycoprotein M domains
Striebinger, Hannah; Zhang, Jie; Ott, Melanie; Funk, Christina; Radtke, Kerstin; Duron, Johanne; Ruzsics, Zsolt; Haas, Jürgen; Lippé, Roger; Bailer, Susanne
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2014 Identification of human pathogenic fungi via DNA-Microarray analysis for clinical applications
Mayer, L.S.L.; Hartmann, S.C.; Cavalar, M.; Weile, J.; Rothacher, P.; Boven, K.-H.; Bailer, S.; Rupp, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2014 Single-stranded DNA catalyzes hybridization of PCR-products to microarray capture probes
Dally, S.; Rupp, S.; Lemuth, Karin; Hartmann, S.C.; Hiller, Ekkehard; Bailer, S.; Knabbe, C.; Weile, J.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2013 Identification of human pathogenic fungi via DNA-Microarray analysis for clinical applications
Mayer, L.S.L.; Hartmann, S.C.; Cavalar, M.; Weile, J.; Rothacher, P.; Boven, K.-H.; Lemuth, Karin; Bailer, S.M.; Rupp, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2013 DNA-Microarrays in der Diagnostik
Dally, S.; Hartmann, S.C.; Rupp, S.; Bailer, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2013 Determination of HSV-1 infectivity by plaque assay and a luciferase reporter cell line
Lieber, D.; Bailer, S.
Aufsatz in Buch
Book Article
2013 Mouse cytomegalovirus egress protein pM50 interacts with cellular endophilin-A2
Lemnitzer, Frederic; Raschbichler, Verena; Kolodziejczak, Dominika; Israel, Lars; Imhof, Axel; Bailer, Susanne M.; Koszinowski, Ulrich; Ruzsics, Zsolt
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2013 Comprehensive analysis of varicella-zoster virus proteins using a new monoclonal antibody collection
Rovis, T.L.; Bailer, S.; Pothineni, V.R.; Ouwendijk, W.J.D.; Simic, H.; Babic, M.; Miklic, K.; Malic, S.; Verweij, M.C.; Baiker, A.; Gonzalez, O.; Brunn, A. von; Zimmer, R.; Früh, K.; Verjans, G.M.G.M.; Jonjic, S.; Haas, J.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2013 A high-throughput yeast two-hybrid protocol to determine virus-host protein interactions
Striebinger, H.; Koegl, M.; Bailer, S.
Aufsatz in Buch
Book Article
2012 10th anniversary of the GfV workshop "Cell Biology of viral infections"
Bailer, S.; Wodrich, H.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2012 Identification of human pathogenic moulds and yeasts via Lab-on-a-chip system
Mayer, L.S.L.; Hartmann, S.C.; Boven, K.H.; Cavalar, M.; Rothacher, P.; Weile, J.; Bailer, S.M.; Rupp, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2012 NEX-TRAP, a novel method for in vivo analysis of nuclear export of proteins
Raschbichler, V.; Lieber, D.; Bailer, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2012 Cross-presentation and genome-wide screening reveal candidate T cells antigens for a herpes simplex virus type 1 vaccine
Jing, L.; Haas, J.; Chong, T.M.; Bruckner, J.J.; Dann, G.C.; Dong, L.; Marshak, J.O.; McClurkan, C.L.; Yamamoto, T.N.; Bailer, S.; Laing, K.J.; Wald, A.; Verjans, G.M.; Koelle, D.M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2007 A novel conserved nuclear localization signal is recognized by a group of yeast importins
Fries, T.; Betz, C.; Sohn, K.; Caesar, S.; Schlenstedt, G.; Bailer, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

This list has been generated from the publication platform Fraunhofer-Publica

Anti-Corona-Projekte

 

Impfstoffentwicklung

CoroVacc – Attenuierter SARS-CoV-2-Impfstoff

Entwicklung eines SARS-CoV-2-Impfstoffs auf Basis von attenuierten Träger-Viren.

Aufgrund einer modularen Herangehensweise durch die Fraunhofer-Institute IGB und IZI kann das Trägervirus mit SARS-CoV-2-spezifischen Antigenen kurzfristig entwickelt und hinsichtlich seiner Impfwirkung getestet werden.

 

 

Virusnachweis

ViProTeFa – Entwicklung und Aufbau einer Virus-Protection-Test-Facility

Die Fraunhofer‑Institute IPA und IGB wollen eine weltweit einzigartige Testeinrichtung zur Qualifizierung von Schutzeinrichtungen und -maßnahmen aufbauen. Ziel ist die standardisierte Prüfung von Ausrüstung und Reinigungsvorgängen und die Erarbeitung eines weithin gültigen Standards bzw. einer Norm.

 

Virusnachweis

AVATOR – Thermische Inaktivierung von Aerosol-getragenen Viren

Eine erhöhte Infektionsgefahr mit SARS‑CoV‑2 geht von Aerosolen aus. Hier setzt das Vorhaben Virus‑Grill an: Durch die Inaktivierung von Viren mittels Erhitzung der Luft soll die Infektionswahrscheinlichkeit über in der Raumluft schwebende Tröpfchen vermindert werden.

 

Virusnachweis

Healthy Air Initiative – Beratungszentrum für gesunde Raumluft

Die »Healthy Air Initiative« zielt darauf ab, Unternehmen schnell und praxisnah wissenschaftlich fundierte Lösungen zur Reduzierung der Virusübertragung durch Aerosole aufzuzeigen. Hierfür werden praktikable Lüftungskonzepte zur Aerosolvermeidung entwickelt und Anlaufstellen zur Beratung geschaffen.