Allgemeiner Teil Reisevorbereitung Ich habe mein Praktikum an der Universität Stellenbosch in Südafrika durchgeführt. Die Universität Stellenbosch ist eine der führenden Universitäten Südafrikas. Im Jahr 2014 waren hier über 29.000 Studenten immatrikuliert von denen 4.000 internationale Studenten waren. Die Universität besteht aus fünf Campussen, der Hauptcampus liegt in Stellenbosch, ca. 50 km von Kapstadt entfernt. Die Fakultät für Medizin und Gesundheitswissenschaften liegt in Tygerberg auf dem Gelände des Tygerberg Hospitals, ungefähr 40 Minuten mit dem Auto von Kapstadts Stadtzentrum entfernt. Ich habe mein 10-wöchiges Praktikum in der Virologie durchgeführt und während dieser Zeit auch in der International Student s Lodge auf dem Campus gewohnt. Da dies bereits mein dritter längerer Aufenthalt in Südafrika war, fielen meine Reisevorbereitungen eher gering aus. In den Wintermonaten kann es besonders in Kapstadt recht kühl werden und in den Schlafzimmern sind oft keine Heizungen vorhanden, daher ist es ratsam, ausreichend warme Kleidung mitzunehmen. Von Juni bis August liegen die Temperaturen tagsüber bei ca. 18 C und nachts bei 8 C. Da es in der Umgebung von Kapstadt viele Wandermöglichkeiten gibt, bietet es sich an, gutes Schuhwerk mitzubringen und auch ein Schlafsack ist für Wochenendtrips nützlich. Impfungen gegen Hepatitis A und B sowie Typhus sind empfehlenswert. In verschiedenen Teilen Südafrikas besteht ein erhöhtes Malariarisiko, dies ist besonders zu beachten, falls eine Safari in einem der vielen Nationalparks geplant ist. Für das Stromnetz wird ein Adapter benötigt. In Kapstadt ist das Leitungswasser trinkbar. Visabeschaffung Wenn der Aufenthalt, wie in meinem Fall, weniger als 90 Tage beträgt, reicht ein Touristenvisum aus, welches man bei der Einreise am Flughafen erhält. Außer dem Reisepass werden hierfür keine weiteren Dokumente benötigt. Geld Die Währung in Südafrika ist der Südafrikanische Rand (ZAR). Zurzeit entspricht 1 ca. 15 R. Es ist nicht nötig, vor der Reise Geld umzutauschen, da es an den Flughäfen ausreichend Geldautomaten gibt. Die Kreditkarte der DKB ermöglicht ein kostenloses Abheben, bei anderen Kreditkarten fallen eventuell Gebühren an. Die Lebenshaltungskosten entsprechen ungefähr den deutschen, bzw. liegen leicht darunter. Mobilität Der medizinische Campus der Universität Stellenbosch liegt in Tygerberg, welches mit dem Auto ca. 40 Minuten sowohl von Kapstadt als auch von Stellenbosch entfernt liegt. Es bietet sich daher auf jeden Fall an, ein Auto zu mieten, oft teilen sich 2-4
Studenten ein Auto. Die Kosten liegen hierfür bei 3000 R pro Auto im Monat. Des Weiteren ist die Uber-App empfehlenswert, mit der Taxis bestellt werden können. Vom Gebrauch herkömmlicher Taxis und Minibussen wird abgeraten. Sicherheit Die Kriminalität in Südafrika ist hoch, jedoch können Zwischenfälle vermeiden werden, wenn man sich an die Regeln hält, die einem auch in jedem Reiseführer empfohlen werden. Dazu gehört es zum Beispiel, nach Einbruch der Dunkelheit nicht mehr zu Fuß unterwegs zu sein, Wertgegenstände nicht sichtbar bei sich zu tragen und das eigene Auto bzw. ein Uber-Taxi als Fortbewegungsmittel zu wählen. Wer nachts in der Long Street, der zentralen Straße Kapstadts, unterwegs ist, sollte Handtaschen usw. fest verschlossen und dicht bei sich tragen und sich nicht in Gespräche verwickeln lassen, da es hier viele Taschendiebe gibt. Eindrücke Ich habe mein Praktikum in der Virologie auf dem medizinischen Campus in Tygerberg durchgeführt und auch dort gewohnt. Das Zimmer in der International Student s Lodge wurde mir vom International Office der Universität Stellenbosch vermittelt. Es sind Einzel- und Doppelzimmer verfügbar, die Kosten für einen Doppelzimmer betragen ca. 4000 R im Monat. Die Unterbringung erfolgt in Wohneinheiten, in denen zwischen 3 und 7 Studenten leben und sich eine Küche und 2-3 Bäder teilen. Das Wohnheim ist sehr sauber, da es täglich von Putzfrauen gereinigt wird und auch frische Bettwäsche und Handtücher werden zur Verfügung gestellt. Ich habe die Zeit in der Lodge sehr genossen, da ich hier von Anfang an Kontakt zu ca. 30 internationalen Studenten hatte. Die Studenten, die schon länger da sind, kümmern sich um die Neuankömmlinge, zeigen Ihnen den Campus und können wertvolle Tipps für Erlebnisse in und um Kapstadt geben. Jeden Mittwoch findet nach südafrikanischer Tradition ein Braai, ein Grillabend, statt, der es einem ermöglicht, Studenten aus aller Welt kennen zu lernen. Ein Kritikpunkt an der Unterbringung in der International Student s Lodge ist allerdings, dass man kaum Kontakt zu den südafrikanischen Studenten hat, die in anderen Gebäuden auf dem Campus untergebracht sind. Zu beachten ist: Tygerberg liegt weder in Kapstadt noch in Stellenbosch, es ist daher dringend notwendig, ein Auto (meist in einer Gemeinschaft) zu mieten! Es befinden sich zahlreiche Einkaufzentren und Supermärkte in der Nähe des Campus, diese sind mit dem Auto in 10-20 Minuten zu erreichen. Es ist üblich, dem Parkhelfer 3-5 R Trinkgeld zu geben. Mit der Betreuung im Labor war ich sehr zufrieden, mein Supervisor hat mir zunächst eine Laborführung gegeben, meine Aufgaben genau erklärt und stand mir für Rückfragen immer zur Verfügung. Mein Projekt zu Pooling-Strategien bei der HIV- Diagnose bei Neugeborenen konnte ich eher als erwartet fertigstellen und hatte so noch Zeit, Einblicke in die Arbeit anderer Arbeitsgruppen zu erhalten. Nach der Arbeit
blieb auch noch genug Zeit, die Sporteinrichtungen auf dem Campus zu nutzen oder einen Ausflug nach Kapstadt zu machen. Kapstadt bietet seinem Besucher eine Vielzahl an Unternehmungsmöglichkeiten. Beliebt ist es, den Sonnenuntergang an einem der zahlreichen Aussichtspunkte wie dem Tafelberg, dem Lion s Head oder dem Strand in Camps Bay zu genießen. In Muizenberg kann gesurft werden, die Cederberge laden zum Wandern ein, es werden viel Aktivitäten wie Mountainbiking, Canyoning und River Rafting angeboten und Kapstadt ist der ideale Ort für den Besuch von Cafés sowie für ein günstiges und schmackhaftes Essen in einem der Restaurants. Der Besuch eines der Townships ist eine besonders einprägsame Erfahrung, ebenso wie der Ausflug nach Robben Island. Obwohl die Apartheid nun schon seit über 20 Jahren beendet ist, ist immer noch eine deutliche Trennung der Bevölkerung nach Hautfarbe zu sehen. So gibt es Bars und Restaurants in denen sich hauptsächlich weiße Südafrikaner aufhalten und wieder andere, in denen die Mehrzahl der Besucher schwarzer Hautfarbe ist. Südafrika ist ein großes Land und es lohnt sich, nach dem Praktikum noch zu Reisen, da sich Kapstadt sehr von anderen Teilen des Landes unterscheidet. Beliebte Reiserouten sind die Garden Route, die Wilde Coast, der Blyde River Canyon sowie natürlich der Krüger-Nationalpark.
Fachlicher Teil Das Thema meines Projekts war die Untersuchung von Pooling-Strategien für die HIV-Diagnose in Babys unter der Verwendung von getrockneten Blutstropfen. Die HIV-Diagnose in Neugeborenen wird erforderlich, wenn die Mutter HIV-positiv ist. Erfolgt keine Behandlung zur Prävention der Übertragung des Virus, wird er in 15-45% der Fälle auf das Kind übertragen. Die Übertragung kann während der Schwangerschaft, der Geburt und des Stillens erfolgen i. Aus diesem Grund müssen Neugeborene, die HIV ausgesetzt sind, im Alter von 4-6 Wochen auf den Virus getestet werden ii. Während bei Erwachsenen der ELISA-Test für die Diagnose verwendet werden kann, bei dem die Antikörper gegen den Virus nachgewiesen werden, ist dies bei den Kindern infizierter Mütter nicht möglich, da die mütterlichen Antikörper in allen Kindern präsent sind, auch wenn keine Infektion vorliegt. Daher wird für Babys die Polymerasekettenreaktion (PCR) als Nachweismethode verwendet, wobei eine Blutprobe genommen und die Viren-RNA nachgewiesen wird iii. In ressourcenlimitierten Gebieten ist dies jedoch häufig aus Kostengründen nicht möglich iv, da die Geräte für diese Methode in der Anschaffung sehr kostenintensiv sind. Um dieses Problem zu lösen, wurde in meinem Labor die Strategie des Poolings verfolgt. Die PCR kann so weiter angewendet werden, ist aber in ihrer Durchführung günstiger. Hierbei werden die Proben verschiedener Spender in einem Ansatz getestet. Ist der ganze Pool negativ, so sind alle Spender HIV-negativ. Wird ein positives Signal erhalten, werden alle Individuen einzeln getestet, um den HIVpositiven Spender zu identifizieren. Diese Methode ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn der Virus in der getesteten Patientengruppe nur gering verbreitet ist. In der Western Cape Province in Südafrika wird der Virus in ca. 1,3% der Fälle von der Mutter auf das Kind übertragen und somit ist diese Gruppe für die Pooling-Strategie geeignet v. Für das Erstellen der Pools habe ich getrocknete Blutstropfen (dried blood spots (DBS)) verwendet. Diese werden erstellt, indem ein Blutstropfen des Spenders auf Filterpapier gegeben wird. DBS bieten gegenüber flüssigen Blutproben den Vorteil, dass sie leichter gewonnen werden können, nicht infektiös sind und bei Raumtemperatur bis zu einem Monat gelagert werden können ii. Gekühlt sind die Proben über Jahre haltbar. Für mein Projekt habe ich alte Patientenproben erhalten und Pools aus jeweils 5 Proben erstellt. Ein wichtiger Punkt bei der Erwägung von Pooling-Strategien ist, ob die Sensitivität und Spezifität gesichert ist. Würde eine positive Probe in einem ansonsten negativen Pool unentdeckt bleiben, könnte dies tödliche Folgen für das Kind haben. Um die Sensitivität dieser Methode zu testen, habe ich positive Pools erstellt, bei denen nur eine der Proben HIV-positiv war, die anderen vier jedoch negativ. Des Weiteren habe ich zur Kontrolle negative Pools erstellt, bei denen keine der Proben HIV-positiv war. Um zu gewährleisten, dass auch sehr frühe Stadien einer HIV-Infektion mit einer geringen Viruslast nachgewiesen werden können, habe ich zusätzlich schwach positive Pools getestet, bei denen eine
der Probe bei der damaligen Diagnose ein schwaches Signal lieferte. Das Erstellen der Pools beinhaltet die Recherche nach geeigneten Proben in Excel-Tabellen, das Heraussuchen der Filterpapierkarten, das Ausschneiden der Blutstropfen sowie die anschließende Diagnose mittels quantitativer PCR. Bei der quantitativen PCR kann die Menge an vorhandener Viren-RNA mittels Fluoreszenzsignal quantifiziert werden. Von allen drei Pool-Typen wurden statistisch relevante Mengen angefertigt. Neben meiner Arbeit im Labor konnte ich viele Seminare besuchen. Es war sehr interessant zu hören, woran die anderen Labormitglieder forschen und ich konnte auch an zwei Gastvorträgen deutscher Professoren teilhaben. Besonders spannend fand ich ein Seminar, das jeden Donnerstag stattfand und für den Austausch zwischen Ärzten und Forschern sorgen sollte. So habe ich nicht nur mit Aufbau und biochemischen Aspekten des HI-Virus beschäftigt, sondern auch einen Einblick von der medizinischen Seite erhalten. Ich habe mein Projekt schneller als erwartet beendet und hatte so noch die Gelegenheit, an anderen Projekten mitzuarbeiten. So habe ich die Recombinase Polymerase Amplification (RPA) kennengelernt, die zukünftig eine weitere Methode der HIV-Diagnose darstellen kann. Im Gegensatz zur PCR wird für die RPA kein kostenaufwändiger Thermocycler benötigt, da sie andere Enzyme verwendet und daher isothermal abläuft. Das Team testet derzeit verschiedene Primer-Sets hinsichtlich ihrer Sensitivität und Effektivität für die HIV-Diagnose. Ziel ist es, später in einem RNA-Assay die Viruslast in Patientenproben bestimmen zu können. Grundsätzlich wird auch getestet, bis zu welcher Viruslast der Virus mit der RPA nachgewiesen werden kann. Bei diesem Projekt habe ich aus Patientenproben mit unterschiedlicher Viruslast die Viren RNA mittels eines Säulenkitts extrahiert und aufgereinigt. Mit dieser Viren-RNA als Template wurde anschließend die RPA durchgeführt und eine Gelelektrophorese zur Visualisierung und Quantifizierung des RPA-Erfolgs durchgeführt. Dank der guten Betreuung durch meinen Supervisor und meine Kollegen im Labor fiel es mir sehr leicht, mich in das Team zu integrieren und die vorgegeben Arbeiten durchzuführen. Ich habe viele neue Erkenntnisse im Bereich der Virologie gewonnen und kann dieses Praktikum guten Gewissens weiter empfehlen. i De Cock, K. M. et al. Prevention of mother-to-child HIV transmission in resource-poor countries: translating research into policy and practice. JAMA 283, 1175 82 (2000). ii Pannus, P. et al. Pooled HIV-1 viral load testing using dried blood spots to reduce the cost of monitoring antiretroviral treatment in a resource-limited setting. J. Acquir. Immune Defic. Syndr. 64, 134 7 (2013). iii WHO Diagnosis of HIV infection in infants and children. at <http://www.who.int/hiv/pub/paediatric/diagnosis/en/> iv Creek, T. et al. Early Diagnosis of Human Immunodeficiency Virus in Infants Using Polymerase Chain Reaction on Dried Blood Spots in Botswanaʼs National Program for Prevention of Mother-to-Child Transmission. Pediatr. Infect. Dis. J. 27, 22 26 (2008). v NHLS Tygerberg, local laboratory data