Covid-19: Jetzt beginnt die große Suche nach dem Wirkstoff, der Coronaviren hemmt

In Rekordzeit lässt die Weltgesundheitsorganisation weltweit erproben, ob bereits zugelassene Medikamente gegen das neuartige Coronavirus wirken. Von Kai Kupferschmidt

stillfx/depositphotos Das Bild zeigt eine große Zahl von weißen Tabletten auf einem Haufen. Das soll symbolisieren, dass es bisher keinen Wirkstoff gibt, aber mit Hochdruck nach ihm gesucht wird.

RiffReporter-JournalistInnen berichten für Sie über die Pandemie

Zum Autor: Kai Kupferschmidt hat molekulare Biomedizin studiert und arbeitet als Wissenschaftsautor in Berlin, vor allem für „Science Magazine", wo dieser Beitrag auf Englisch erschienen ist.

Ein Wirkstoffcocktail, der gegen HIV eingesetzt wird; eine Malaria-Pille, die erstmals während des Zweiten Weltkriegs getestet wurde; ein neues antivirales Medikament, das im Kampf gegen Ebola enttäuscht hat. Könnte eine dieser Therapien Patienten mit der Coronavirus-Krankheit (Covid-19) vor schweren Symptomen schützen und Leben retten?

Vor einigen Tagen kündigte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine weltweite Studie mit dem Namen „SOLIDARITY“ an. Ziel ist es herauszufinden, wie man Infektionen mit dem neuen Coronavirus und die gefährliche Atemwegserkrankung, die das Virus bei manchen auslöst, behandeln kann.

Es ist ein beispielloses Projekt: Ein Wettlauf mit der Zeit, der Versuch inmitten einer tödlichen Pandemie, verlässliche wissenschaftliche Daten zu sammeln, auszuwerten und im Erfolgsfall für die Bekämpfung der Seuche einzusetzen. An der Studie sollen Tausende von Patienten in Dutzenden Ländern teilnehmen. Der Aufbau der Studie, die in wenigen Tagen beginnen soll, ist denkbar einfach gewählt, damit selbst Krankenhäuser daran teilnehmen können, die mit einem Ansturm von Covid-19-Patienten konfrontiert sind.

Wenn eine Person mit einem bestätigten Fall von Covid-19 als geeignet angesehen wird, kann der Arzt die Daten des Patienten auf einer WHO-Website eingeben, einschließlich aller zugrunde liegenden Erkrankungen, die den Verlauf der Krankheit ändern könnten, wie zum Beispiel Diabetes oder eine HIV-Infektion.

Der Teilnehmer muss eine Einverständniserklärung unterschreiben, die gescannt und elektronisch an die WHO geschickt wird. Nachdem der Arzt angegeben hat, welche Medikamente in seinem Krankenhaus verfügbar sind, wird für den Patient auf der Website nach dem Zufallsprinzip festgelegt, ob er eines der zu testenden Medikamente oder die im Krankenhaus übliche Standardbehandlung für Covid-19 erhält.

Die Zeit ist knapp und es steht viel auf dem Spiel

"Danach sind keine weiteren Messungen oder Dokumentationen mehr erforderlich", sagt Ana Maria Henao Restrepo, Referentin in der Abteilung für Impfstoffe und Biopharmazeutika der WHO. Die Ärzte erfassen den Tag, an dem der Patient das Krankenhaus verlassen hat oder gestorben ist, die Dauer des Krankenhausaufenthalts und ob der Patient Sauerstoff oder Beatmung benötigt hat, sagt sie. "Das ist alles."

Die Zeit ist knapp und es steht viel auf dem Spiel: Da etwa 15 Prozent der Covid-19-Patienten an einer schweren Krankheit leiden und die Krankenhäuser überlastet sind, sind Behandlungen dringend erforderlich. Anstatt also von Grund auf neue Wirkstoffe zu entwickeln und zu testen, deren Entwicklung und Erprobung Jahre dauern kann, versuchen Forscher und Gesundheitsbehörden Medikamente, die bereits für andere Krankheiten zugelassen und als weitgehend sicher bekannt sind, auf neue Weise einzusetzen. Die Wissenschaftler befassen sich auch mit nicht zugelassenen Medikamenten, die in Tierversuchen mit den beiden anderen tödlichen Coronaviren, die die Atemwegserkrankungen SARS und MERS verursachen, gut abgeschnitten haben.

Medikamente, die das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 daran hindern, sich zu vermehren oder es auf andere Weise beseitigen, könnten nicht nur das Leben schwerkranker Patienten retten, sie könnten auch prophylaktisch verabreicht werden, um Gesundheitspersonal und andere Personen mit hohem Infektionsrisiko zu schützen. Die Behandlungen könnten die Zeit verkürzen, die Patienten auf der Intensivstation verbringen, und so dazu beitragen, einen Engpass an Krankenhausbetten zu verhindern.

Wissenschaftler haben Dutzende von bestehenden Verbindungen zur Prüfung vorgeschlagen. Die WHO konzentriert sich zunächst auf diese vier Therapien:

  • eine experimentelle antivirale Substanz namens Remdesivir
  • die eng verwandten Malariamedikamente Chloroquin und Hydroxychloroquin
  • eine Kombination von zwei HIV-Medikamenten, Lopinavir und Ritonavir
  • und dieselbe Kombination plus Interferon-beta, ein Botenstoff den das menschliche Immunsystem nutzt, um Viren zu lähmen

Einige Daten über die Anwendung dieser Mittel bei Covid-19-Patienten sind bereits bekannt. Die Anwendung der HIV-Kombination etwa ist in einer kleinen Studie in China gescheitert. Aber die WHO hält eine großangelegte Studie mit mehr Patienten für gerechtfertigt.

Das Symbolfoto stellt einen Patienten auf der Intensivstation eines Krankenhauses dar. Ein Monitor stellt Informationen über seinen Gesundheitszustand dar.
Mehr als 500.000 Menschen wurden zwischen Dezember 2019 und März 2020 mit dem neuartigen Virus SARS-CoV-2 infiziert, viele von ihnen mussten zur Behandlung auf die Intensivstation. Die Angst geht um, dass die Pandemie in den kommenden Wochen das Gesundheitssystem noch stärker überfordern könnte als es in einzelnen Regionen und Städten schon jetzt der Fall ist. Der Suche nach einem Wirkstoff kommt deshalb zentrale Bedeutung zu.
Symbolfoto: Sudok1/depositphotos

Goldstandard in der medizinischen Forschung wäre es, ein sogenanntes „doppelblindes Verfahren“ zu nutzen, bei dem weder die Wissenschaftler noch die Patienten wissen, wer welche Therapie bekommt. Der Aufwand dafür ist aber deutlich größer, so dass Patienten nun erfahren, ob sie eine Standardbehandlung oder einen der Testwirkstoffe bekommen.

Das könnte zwar zu Placebo-Effekten führen. Die WHO hält dieses Vorgehen aber für nötig – man versucht, eine Balance zwischen wissenschaftlicher Strenge und gebotener Geschwindigkeit zu finden. Die Idee für das Großprojekt kam vor etwa drei Wochen auf, sagt WHO-Mitarbeiterin Henao Restrepo. Die Agentur hat seither Zentren für die unterstützende Dokumentation und das Datenmanagement eingerichtet. "Wir tun das alles in Rekordzeit", sagt sie.

Ähnliches Projekt läuft parallel in Europa

Arthur Caplan, Bioethiker am Langone Medical Center der New Yorker Universität, sagt, hält das Design der Studie für richtig. "Niemand will das Pflegepersonal an vorderster Front, das ohnehin schon massiv unter Druck steht und Risiken eingeht, überfordern", sagt Caplan. Krankenhäuser, die hingegen nicht überlastet sind, könnten mehr Daten über den Krankheitsverlauf aufzeichnen, indem sie zum Beispiel die Mengen des Virus im Körper der Patienten verfolgen. Für den Schutz der Öffentlichkeit sind die Daten über Todesfälle, schwere Verläufe und Länge des Krankenhausaufenthalts, die die WHO zu erhalten versucht, vorerst das einzige, was zählt, sagt der Virologe Christian Drosten von der Charité in Berlin.

Am Sonntag kündigte die französische biomedizinische Forschungsagentur INSERM an, dass sie eine Zusatzstudie in Europa mit dem Namen „Discovery“ koordinieren wird, die dem Beispiel der WHO folgen und 3200 Patienten aus mindestens sieben Ländern, darunter 800 aus Frankreich, einschließen wird. In dieser Studie werden die gleichen Medikamente getestet (von den beiden Malaria-Medikamenten wird nur Hydroxychloroquin getestet).

Andere Länder oder Gruppen von Krankenhäusern könnten ebenfalls Zusatzstudien organisieren, sagt WHO-Expertin Heneo-Restrepo. Es steht ihnen frei, zusätzliche Messungen oder Beobachtungen einzubauen, zum Beispiel Messungen der Blutgase oder der Viruslast und Untersuchen der Lunge mit Computertomographen. "Gut organisierte zusätzliche Forschungsstudien über den natürlichen Verlauf der Krankheit oder über die Auswirkungen der Versuchsbehandlungen könnten zwar wertvoll sein, aber sie sind keine Kernanforderungen", sagt sie.

Die Liste der zu testenden Medikamente hat für die WHO ein Gremium von Wissenschaftlern zusammengestellt, das seit Januar die Daten für mögliche Therapien auswertet, sagt Henao Restrepo. Bei der Gruppe der ausgewählten Medikamente gibt es aus der früheren Anwendung die meisten Informationen über ihre Sicherheit. Zudem würden sie im Erfolgsfall in ausreichender Menge zu Verfügung stehen, um eine große Anzahl von Patienten zu behandeln.

Einzelfälle beweisen noch gar nichts

Der erste der Wirkstoffe, die im Rahmen des WHO-Projekts getestet wird, ist Remdesivir. Das neue Coronavirus ist für dieses Präparat eine zweiten Chance. Ursprünglich wurde es von Gilead Sciences zur Bekämpfung von Ebola und verwandten Viren entwickelt. Es hemmt ein Schlüsselenzym, die sogenannte RNA-abhängige RNA-Polymerase, und unterdrückt auf diesem Weg die Vermehrung des Virus.

Forscher testeten Remdesivir im vergangenen Jahr während des Ebola-Ausbruchs in der Demokratischen Republik Kongo zusammen mit drei anderen Behandlungsansätzen. Es zeigte bei dieser Studie keine Wirkung. Aber das Enzym, auf das es abzielt, ist bei anderen Viren ähnlich aufgebaut. 2017 konnten Forscher der Universität von North Carolina, Chapel Hill, in Zellkultur- und Tierstudien demonstrieren, dass das Medikament jene Coronaviren hemmen kann, die SARS und MERS verursachen.

Der erste Patient, bei dem in den Vereinigten Staaten Covid-19 diagnostiziert wurde – ein junger Mann im Bundesstaat Washington – erhielt Remdesivir, als sich sein Zustand verschlechterte. Am nächsten Tag ging es ihm besser, heißt es in einem Fallbericht im New England Journal of Medicine (NEJM). Ein kalifornischer Patient, der Remdesivir erhielt – und von dem die Ärzte dachten, dass er nicht überleben werde – erholte sich ebenfalls.

Solche Einzelfälle beweisen aber nicht, dass ein Medikament sicher und wirksam ist. Von den Medikamenten der Solidarity-Studie habe "Remedesivir das beste Potenzial, um in Kliniken eingesetzt zu werden", sagt Jiang Shibo von der Fudan-Universität in Shanghai, der seit langem an Coronavirus-Therapien arbeitet. Besonders wichtig sei, dass offenbar hohe Dosen des Medikaments verabreicht werden können, ohne dass es toxisch wirkt, sagt Jiang.

Remedesivir könnte jedoch viel wirksamer sein, wenn es in einem frühen Stadium einer Infektion verabreicht werde, sagt Stanley Perlman, ein Coronavirus-Forscher an der Universität von Iowa. "Ideal wäre es, ein solches Medikament an Menschen zu verabreichen, die mit leichten Symptomen beim Arzt vorstellig werden", sagt er. "Aber das geht nicht, weil es ein [intravenöses] Medikament ist, das teuer ist und das 85 von 100 Menschen eigentlich nicht brauchen“, da sie einen milden Verlauf der Krankheit haben werden.

Die beiden Wirkstoffe Chloroquin und Hydroxychloroquin sind in den vergangenen Tagen zum Politikum geworden. Auf einer Pressekonferenz bezeichnete Präsident Donald Trump Hydroxychloroquin als "Wendepunkt". "Ich habe ein gutes Gefühl", sagte Trump. Seine Bemerkung hat dazu geführt, dass viele Amerikaner die Mittel, die seit Jahrzehnten gegen Malaria zum Einsatz kommen, kaufen wollen. Es habe einen Ansturm auf das Medikament gegeben, sagt Caplan. "Es erinnert mich ein wenig an das Phänomen des Toilettenpapiers.“

Die Datenlage bei Trumps angeblichem Wundermittel ist dünn

Das wissenschaftliche Gremium der WHO, das die Solidarity-Studie konzipiert hat, hatte das Malaria-Duo ursprünglich nicht einschließen wollen. Bei einer Sitzung in Genf am 13. März wurde diese Entscheidung dann revidiert, weil diese Medikamente in vielen Ländern "erhebliche Aufmerksamkeit" erhielten, wie es im Bericht einer WHO-Arbeitsgruppe heißt, die die Prioritätenliste der zu testenden Medikamente erstellt. Das weit verbreitete Interesse an den Malariamitteln führt demnach zu "der Notwendigkeit, neu auftauchende Beweise zu prüfen, um zu entscheiden, welche Rolle sie spielen könnten".

Die Datenlage ist dünn. Die Medikamente wirken, indem sie den Säuregehalt in den Endosomen verringern. Das sind Kompartimente innerhalb der Zellen, die sie zur Aufnahme von Material von außen verwenden und die einige Viren kapern können, um in eine Zelle einzudringen. Der Haupteintrittsweg für SARS-CoV-2 ist jedoch ein anderer. Das Virus nutzt sein sogenanntes Spike-Protein, um sich an einen Rezeptor auf der Oberfläche menschlicher Zellen zu heften. Zellkulturstudien haben gezeigt, dass Chloroquin in gewissem Maß gegen SARS-CoV-2 wirkt. Aber die dazu benötigten Dosen sind in der Regel hoch und könnten ernsthafte Nebenwirkungen verursachen.

Es ist nicht das erste Mal, dass Chloroquin als Kandidat zur Behandlung von Viruserkrankungen, gehandelt wird. Bei zwei anderen Infektionskrankheiten, Dengue und Chikungunya, sahen Studien an Zellen zunächst ebenfalls vielversprechend aus. In randomisierten klinischen Studien hat sich der Wirkstoff dann aber nicht bewährt. Bei Primaten, die mit Chikungunya infiziert waren, half Chloroquin nicht. "Forscher haben dieses Medikament an einem Virus nach dem anderen ausprobiert, aber es funktioniert beim Menschen nie. Die erforderliche Dosis ist einfach zu hoch", sagt Susanne Herold, Expertin für Lungeninfektionen an der Universität Gießen.

Mehr Schaden als Nutzen?

Erfahrungen mit dem Einsatz der Wirkstoffe bei Covid-19-Patienten sind bislang unzureichend. Zwar haben chinesische Forscher in einer Zuschrift an die Zeitschrift BioScience Vorteile angepriesen. Sie verweisen dabei auf die Chloroquin-Gabe bei 100 Patienten. Die Daten der Studie wurden aber bisher nicht veröffentlicht. Insgesamt wurden in China laut WHO mehr als 20 Covid-19-Studien mit Chloroquin oder Hydroxychloroquin durchgeführt, aber es gestaltete sich schwierig, an die Ergebnisse zu kommen. "Die WHO arbeitet mit den chinesischen Kollegen in der Mission in Genf zusammen und hat Zusicherungen für eine verbesserte Zusammenarbeit erhalten; allerdings wurden keine Daten über die Chloroquin-Studien weitergegeben.“

Das Symbolfoto zeigt eine Wissenschaftlerin im Labor. Sie trägt einen Mundschutz und hat eine Pipette in der Hand, mit der sie etwas in eine Petrischale träufelt. Auch ein Mikroskop ist auf dem Bild dargestellt.
Mit Hochdruck arbeiten Wissenschaftler (Symbolfoto) daran, Wirkstoffe gegen die Krankheit Covid-19 zu identifizieren. Die Weltgesundheitsorganisation hat nun eine Studie initiiert, bei der in zahlreichen Länder die Wirksamkeit von Medikamenten untersucht wird, die für andere Krankheiten bereits zugelassen sind. Deren Einsatz ist leichter als bei einem komplett neu entwickelten Medikament, das erst alle Stufen der Zulassung durchlaufen müsste.
Symbolfoto: Alexander Raths/depositphotos

Forscher in Frankreich haben eine Studie veröffentlicht, für die sie 20 Covid-19-Patienten mit Hydroxychloroquin behandelt haben. Sie kamen zu dem Schluss, dass das Medikament die Viruslast in Nasenabstrichen signifikant reduziert. Es handelte sich jedoch nicht um eine randomisierte Studie, und es wurden keine klinischen Ergebnisse wie Todesfälle gemeldet. In einem  Leitfaden schreibt die U.S. Society of Critical Care Medicine, dass "es keine ausreichenden Beweise gibt, um eine Empfehlung für die Anwendung von Chloroquin oder Hydroxychloroquin bei kritisch kranken Erwachsenen mit Covid-19 auszusprechen".

Vor allem Hydroxychloroquin könnte mehr schaden als nützen. Das Medikament hat eine Vielzahl von Nebenwirkungen und kann in seltenen Fällen das Herz schädigen. Da Menschen mit Herzerkrankungen ein höheres Risiko für schwere Verläufe einer Covid-19-Infektion tragen, ist das ein Grund zur Besorgnis, sagt David Smith, ein Facharzt für Infektionskrankheiten an der Universität von Kalifornien in San Diego. "Dies ist ein Warnsignal, aber wir müssen die Studie trotzdem durchführen", sagt er. Darüber hinaus könnte ein überstürzter Einsatz des Medikaments für Covid-19 es für die Menschen, die den Wirkstoff zur Behandlung ihrer rheumatoiden Arthritis oder von Malaria benötigen, schwerer erhältlich machen.

Das Kombinationspräparat Ritonavir/Lopinavir, das unter dem Markennamen Kaletra verkauft wird, wurde im Jahr 2000 in den Vereinigten Staaten zur Behandlung von HIV-Infektionen zugelassen. Abbott Laboratories entwickelte Lopinavir speziell zur Hemmung der Protease von HIV, einem wichtigen Enzym, das beim Zusammenbau neuer Viren eine lange Proteinkette in Peptide spaltet. Da Lopinavir im menschlichen Körper von unseren eigenen Proteasen schnell abgebaut wird, wird es mit geringen Mengen Ritonavir verabreicht, einem weiteren Protease-Inhibitor, der den Abbau von Lopinavir verlangsamt.

Die Kombination kann auch die Protease anderer Viren, insbesondere von Coronaviren, hemmen. Sie hat sich bei Murmeltieren, die mit dem MERS-Virus infiziert sind, als wirksam erwiesen und wurde auch bei SARS- und MERS-Patienten getestet. Die Ergebnisse dieser Studien fielen aber nicht eindeutig aus.

Das Studiendesign kann jederzeit angepasst werden

Der erste Versuch Ritonavir/Lopinavir, bei Covid-19-Patienten einzusetzen, war allerdings nicht ermutigend. Ärzte im chinesischen Wuhan verabreichten 99 Patienten zweimal täglich zwei Tabletten Lopinavir/Retonavir und ließen ihnen zudem die Standardbehandlung zu teil werden. Eine Kontrollgruppe von 100 Patienten erhielt nur die Standardbehandlung. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Gruppen, berichteten die Ärzte am 15. März in der Zeitschrift NEJM.

Die Autoren weisen jedoch darauf hin, dass die Patienten sehr krank waren – mehr als ein Fünftel von ihnen starb – und dass die Behandlung möglicherweise zu spät erfolgte, um zu wirken. Obwohl das Medikament im Allgemeinen sicher ist, kann es zu Unverträglichkeiten mit Medikamenten kommen, die schwerkranken Patienten verabreicht werden. Ärzte haben davor gewarnt, dass das Medikament erhebliche Leberschäden verursachen könnte.

Bei der Solidarity-Studie wird auch erprobt, ob es hilft, die beiden Antivirenmittel mit Interferon-beta zu kombinieren, einem Molekül, das an der Regulierung von Entzündungen im Körper beteiligt ist und auch bei mit MERS infizierten Murmeltieren gewirkt hat. Eine Kombination der drei Medikamente wird jetzt in Saudi-Arabien in der ersten randomisierten kontrollierten Studie für MERS-Patienten getestet.

Die Anwendung von Interferon-beta bei Patienten mit schwerem Covid-19 könnte riskant sein, sagt Herold. "Wenn es erst zu einem späten Zeitpunkt der Erkrankung verabreicht wird, könnte es leicht zu schlimmen Gewebeschäden führen anstatt den Patienten zu helfen", warnt sie.

Das Design der Solidarity-Studie kann jederzeit geändert werden. Ein globales Gremium zur Überwachung der Datensicherheit wird sich in regelmäßigen Abständen die Zwischenergebnisse ansehen und entscheiden, ob einer der Wirkstoffe in dem Quartett eine deutlich erkennbare Wirkung oder eben eindeutig keine Wirkung hat. Wenn ein Wirkstoff herausfällt, könnten andere Medikamente, darunter das Grippemittel Favipiravir, das von der japanischen Firma Toyama Chemical hergestellt wird, in die Studie aufgenommen werden.

Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, müssen wahrscheinlich mehrere tausend Patienten rekrutiert werden, sagt Henao Restrepo. Argentinien, Iran, Südafrika und mehrere andere Länder haben sich bereits angemeldet. Die WHO hofft auch, eine Präventionsstudie durchzuführen, um Medikamente zu testen, die das Gesundheitspersonal vor Infektionen schützen könnten. Dabei werden man nach mit derselben Methode arbeiten, sagt Henao Restrepo.

Cocktail von alternativen Kandidaten

Das europäische Pendant der Studie namens Discovery wird Patienten aus Frankreich, Spanien, Großbritannien, Deutschland und den Benelux-Ländern rekrutieren, wie INSERM, die staatliche französische Agentur für Gesundheitsforschung, mitteilte. Die Studie wird von Florence Ader, einer Infektionsforscherin am Universitätsklinikum Lyon, geleitet.

Neben den genannten Medikamenten werden weltweit auch andere Therapien getestet, etwa entzündungshemmende Medikamente wie Corticosteroide oder Baricitinib, ein Rheumamedikament, weitere HIV-Medikamente oder die Substanz Camostatmesilat, die ein menschliches Eiweiß blockiert, das das Virus nutzt, um Zellen zu infizieren. Forscher haben außerdem begonnen, das Blut von genesenen Menschen als Therapie zu testen: Die Hoffnung, ist, dass die Antikörper im Blut dieser Menschen, das Virus in Patienten zurückdrängen können. Andere Wissenschaftler versuchen gezielt einzelne dieser Antikörper zu finden und als Medikament zu entwickeln.

Es sei entscheidend, dass Ärzte und Forscher auf der ganzen Welt das Problem gemeinsam angehen, sagt Henao Restrepo. „Dies ist eine Krise, wie wir sie noch nie gehabt haben und wir müssen zusammenarbeiten”, sagt sie. “Das ist die einzige Möglichkeit, vielleicht eine Lösung zu finden.”

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