Swiss Aerosol Award 2021: Fine dust exacerbates colds Press Summary

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Fine dust exacerbates colds

Exposure to particulate matter alters the immune response of nasal epithelial cells in a way that makes it easier for cold viruses to multiply. This leads to a stronger inflammatory response, which is thought to be associated with more symptoms. This was shown by PD Dr. Loretta Müller and PD Dr. Jakob Usemann in their work - which was awarded the Swiss Aerosol Award 2021. 

It has been known for some time that particulate matter and other air pollutants can influence the immune response and the reproduction of influenza viruses. However, it has not yet been investigated whether air pollution alters infection with the so-called rhinoviruses. Rhinoviruses are very frequent viruses and mainly cause the common cold. In children, however, rhinoviruses can also cause severe respiratory symptoms. In addition, rhinovirus infection may predispose for later asthma development. 

In their award-winning work on the influence of diesel particles on the susceptibility of nasal epithelial cells to rhinovirus infection, PD Dr. Loretta Müller, group leader in the Pediatric Pneumology and Allergology at the University Children’s Hospital, Inselspital Bern and the Department of BioMedical Research (DBMR) at the University of Bern, and PD Dr. Jakob Usemann, consultant at the University Children’s Hospital Zürich and research associate at the Children's Hospital of Basel (UKBB), were able to show that prior exposure to diesel particles increases the amount of rhinovirus in nasal epithelial cells. This occurs via the downregulation of viral defense receptors and an upregulation of inflammatory messenger substances. The study, which included nasal epithelial cells from 49 children aged 0-7 years and 12 adults, also showed that the effects were independent of the participant’s age.

The Swiss Aerosol Award will be/was presented on 02 November 2021 at the 16th meeting of the Swiss Aerosol Group (SAG). The prize is endowed with CHF 5 000. 

Information: 

• Otto Brändli, Swiss Lung Foundation, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; 079 688 53 37
• PD Dr. Loretta Müller, Pediatric Pneumology and Allergology, University Children’s Hospital, Inselspital Bern and Department of BioMedical Research (DBMR), University of Bern, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., 079 605 32 22
• PD Dr. med Jakob Usemann, PhD, University Children's Hospital Basel (UKBB), This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., 076 441 95 18

Original title: Diesel exposure increases susceptibility of primary human nasal epithelial cells to rhinovirus infection

Source: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8451029/  

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Written by Otto Brändli

Parent Category: Swiss Aerosol Award - Schweizer Aerosol Preis

Category: Preisträger

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Published: 03 November 2021

Created: 03 November 2021

Last Updated: 19 December 2021

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• PD Dr. Loretta Müller
• PD Dr.Jakob Usemann
• Inselspital Bern
• Universität Bern
• Kinderspital Zürich
• Kinderspital Basel
• DBMR
• UKBB
• Swiss Aerosol Group (SAG)

Jahresbericht Schweizerische Lungenstiftung 2020/2021

Unsere 1988 (als Pro pulmone) gegründete Stiftung erfüllt ihren Zweck sowohl in der Schweiz als auch im Ausland, ganz besonders auch während der aktuellen Corona- Pandemie: durch die Ausbildung von Lungenärzten in Äthiopien und Kirgistan und durch den Kampf gegen Feinstaubpartikel aus Verbrennung und gegen die Coronaviren- Aerosole in der Luft in der Schweiz

East African Training Initiative in Äthiopien

Bisher sind alle mit unseren bisherigen Sponsor Beiträgen ausgebildeten 18 Lungenärzte in Äthiopien tätig geblieben und haben wichtige Positionen im dortigen Gesundheitswesen eingenommen: die Leitung der Abteilungen für Innere Medizin und für Lungenkrankheiten im Black-Lion-Universitätsspital in Addis Ababa, die Leitung der Intensivstationen dort für Kinder und Erwachsene sowie die Leitung von weiteren Lungenabteilungen in der Hauptstadt (St. Paul’s Hospital) und in Provinzstädten von Äthiopien (Mekelle und Bahir Dar) und in Rwanda und Tanzania. Auch die äthiopische Lungenorganisation (Äthiopien Thoracic Society) steht unter ihrer Leitung.

Unsere Absolventen stehen in regelmässigem Kontakt mit der Columbia Universität und dem Weill Cornell Medical College (Deborah Haisch) in New York und dem New York Medical College in Valhalla, NY 10595 (Prof. Neil Schluger) und der Brown Universität in Providence, Rhode Island (Prof. Charles Sherman), meinen internationalen Kollegen im Leitungsteam der EATI. Im Berichtsjahr hat Swiss Lung ein Fiberbronchoskop für Kinder und den Ankauf von Schutzmaterial für die Mitarbeitenden in den COVID-Isolationsstationen in Addis bewilligt. Die Hauptlast der weiteren Finanzierung liegt jetzt allerdings bei der Organisation Vital Strategies, dem Zusammenschluss der World Lung Fundation von Bloomberg und der IUATLD, der internationalen Lungenorganisation in Nordamerika.

Lung Health in Kirgistan

Für weitere Projekte zur Bekämpfung von Lungenkrankheiten in Kirgistan haben wir erfreulicherweise von der Löwenstein Medical Schweiz AG erneut einen grösseren Betrag erhalten. In der Berichtsperiode konnten damit 2 Studien zum Thema Prävention von Höhenkrankheiten bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenkrankheit (COPD), bzw. bei über 45-jährigen, gesunden Personen, durchgeführt und zur Publikation vorbereitet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das Medikament Azetazolamid (Diamox) sowohl bei den COPD Patienten als auch bei den älteren gesunden Probanden unerwünschte gesundheitliche Auswirkungen eines Höhenaufenthaltes von 2 Tagen auf 3100 m reduziert. Während bei Patienten mit moderater bis schwerer COPD zur Verhütung eines Falls von Höhenkrankheit 3-4 Patienten präventiv behandelt werden mussten, waren dies bei den älteren, gesunden Probanden deutlich mehr, nämlich 10 Personen für jeden verhüteten Fall. In beiden Studiengruppen war das Medikament gut verträglich. Die Ergebnisse dieser Studien sind neuartig und relevant für die Praxis, da bisher lediglich Daten über die Prävention von Höhenkrankheiten bei jungen gesunden Personen verfügbar waren.

Wegen der Corona Pandemie war 2020 kein Aufenthalt von Schweizern in Kirgistan möglich. Die Zeit wurde jedoch für die Analyse der grossen Datenmenge genutzt, die in den erwähnten Studien gesammelt wurde. Mehrere weitere Publikationen sind ebenfalls in Vorbereitung. Seit Mai 2021 sind 10-16 Mitarbeiter des Teams aus Zürich in Kirgistan im Rahmen weiterer Projekte tätig.

Swiss Aerosol Award 2020

Der Swiss Aerosol Award wird anlässlich der virtuellen Tagung der Schweizerischen Aerosol Gesellschaft am 3.11.2020 zum 10. Mal verliehen. Die jungen Preisträger präsentierten ihre Forschungsergebnisse über den Ausstoss von Feinstaubpartikeln durch einen Businessjet (Dr. Lukas Durdina, EMPA und ZHAW) und über die automatisierte Auswertung von Pollenmessungen (Eric Sauvageat, Uni Bern, und Yanik Zeder, Swisens AG, ex aequo).

Die erste Studie ist sehr wichtig dafür, dass die Emissionen von den kleinen Jets auch limitiert werden, genauso wie jetzt bei den grossen. Die zweite macht die Auswertung von Echtzeit- Messung der Pollenbelastung erstmals möglich.

Weitere Unterstützungen

Für ein Gesuch des Verantwortlichen und Gründers der jährlichen ETH Konferenz über Nanopartikel, Dr. A. Mayer, für ein dringendes Forschungsprojekt, für das auch des BAFU, Bundesamt für Umwelt bereits sfr 50‘000 aus der Umwelttechnologieförderung in Aussicht gestellt hat und das sofort starten könnte, haben wurde ein Startbeitrag von SFR 20'000 ausbezahlt. Das Ziel dieser Untersuchung ist, auf Basis des schon bestehenden Kabinenfilters der NanocleanAir GmbH ein Filtersystem zu entwickeln, das nebst der Eigenschaft der hocheffizienten Filtration von Nanopartikeln aus der Atemluft wie Russpartikel auch Viren filtert und unschädlich macht, und dieses auch produktionstechnisch soweit zu bringen, dass es durch Lizenzvergabe in den Markt eingeführt werden kann.  Es scheint auch, dass Feinstaubpartikel in der Luft die Verbreitung von Coronaviren zusätzlich begünstigen, weshalb Hotspots für Covid-19 vor allem in Grossstädten wie Wuhan und New York sowie der Region Mailand und in der Schweiz im Tessin liegen! Die Studie mit den, von der Lungenliga Zürich bereits 2015 geförderten Filtern für die Fahrzeugkabinen, könnte sehr wichtig sein, wenn wir nach der Lockdown -Phase wieder in einen «Normalzustand» trotz weiterbestehender Corona-Pandemie übergehen können.

Auch von Carl und Mathilde-Thiel-Stiftung in Küsnacht ZH haben wir erfreulicherweise erneut einen Beitrag zur freien Verfügung erhalten und verdankt.

Dank

Ich denke allen Stiftungsräten für ihre ehrenamtlich erbrachte gute Mitarbeit und speziell unserem Quästor für seinen grossen Einsatz

Dr. O. Brändli, Präsident

Wald/Zürich, 8.9.2021

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Written by Otto Brändli

Category: Stiftung

Published: 03 November 2021

Created: 03 November 2021

Last Updated: 03 November 2021

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Swiss Aerosol Award 2020: particulate emissions of a business jet and automated pollen measurement

Press relase:      Download: swissaerosolaward_2020_englisch.pdf630.24 kB   |  Zusammenfassung.Sauvageat_Zeder.pdf144.79 kB

The 10^th Swiss Aerosol Award has been presented at the annual conference of the Swiss Aerosol Society November 3, 2020 to Dr. Lukas Durdina (EMPA and ZHAW) for his publications on particulate emissions of a business jet and to Eric Sauvageat (Uni Berne) and Yanik Zeder (Swisens AG) for their work on Real-time pollen monitoring using digital holography.

Dr. Lukas Durdina and his Co-authors first reported particulate matter emissions of a business jet aircraft measured according to a new international emissions standard

Business aviation is a relatively small but steadily growing and little investigated emissions source. Regarding emissions, aircraft turbine engines rated below 26.7 kN thrust are certified only for visible smoke and are excluded from the non-volatile particulate matter (nvPM) standard. Emissions data for small engines are lacking. As the demand for air travel surges, fuel burn from commercial aviation is expected to double in 40 the next 15 years. The fleet is even predicted to grow worldwide by 33% in the next 8 years.

Small plane - low emissions?

Despite the small aircraft size and relatively low fuel burn, the nvPM mass emission rates were up to a factor of 3 higher than previously reported for the Boeing 737 engines. We have shown here that a modern business jet may emit as much nvPM from airport operations as an airliner. The comparison with airliners at cruise altitude suggests that nvPM emissions from a business jet flight may be higher than those of an airliner. Expressed as a per-person burden (assuming 180 airliner passengers and 5 business jet passengers), the nvPM mass emissions are higher by a factor of 72 and the nvPM number emissions are higher by a factor of 24.

This study will serve for the development of emission inventories and the results could also be used in the regulatory framework for assessing the emissions certification requirements of small aircraft turbine engines

Durdina, L., Brem, B. T., Schönenberger, D., Siegerist, F., Anet, J. G., & Rindlisbacher, T. (2019). Nonvolatile Particulate Matter Emissions of a Business Jet Measured at Ground Level and Estimated for Cruising Altitudes. Environmental Science and Technology, 53(21), 12865–12872. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b02513

Sunrise above the Falcon 900 EX with the exhaust sampling probe and instruments in place. Photo: Lukas Durdina.

As new real-time pollen monitoring devices emerge, there is a growing need for processing the large amount of measurement data in an accurate and efficient way. Eric Sauvageat and Yanik Zeder develop and validate a new algorithm to classify real-time particle measurements taken by the “Swisens Poleno”. This instrument is currently the only operational pollen monitoring device using digital holography.

To identify and classify the pollen particles measured by the Poleno, the holographic images are first used to separate pollen candidates from other particles based on their general shape. As a second step a machine learning algorithm was developed and trained by inserting known pollen particles in the device. The resulting dataset is then used on the unknown pollen grains to discriminate between the different taxa. This two-step procedure enabled the system to identify and classify 8 pollen types, whereby 6 of them had accuracies greater than 90%. In addition to the classification ability of the device, the authors also investigated the counting accuracy of the Poleno by performing controlled chamber experiments.

(Sauvageat, E., Zeder, Y., Auderset, K., Calpini, B., Clot, B., Crouzy, B., Konzelmann, T., Lieberherr, G., Tummon, F., and Vasilatou, K.: Real-time pollen monitoring using digital holography, Atmos. Meas. Tech., 13, 1539–1550, https://doi.org/10.5194/amt-13-1539-2020, 2020)

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Written by Otto Brändli

Parent Category: Swiss Aerosol Award - Schweizer Aerosol Preis

Category: Preisträger

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Published: 03 November 2020

Created: 02 November 2020

Last Updated: 04 November 2020

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• Dr. Lukas Durdina
• Eric Sauvageat
• Yanik Zeder
• Uni Berne
• Swisens AG

Jahresbericht Schweizerische Lungenstiftung 2019/2020

Unsere 1988 gegründete Stiftung erfüllt ihren Zweck sowohl in der Schweiz als auch im Ausland, ganz besonders während der aktuellen Corona- Pandemie: durch die Ausbildung von Lungenärzten in Äthiopien und Kirgistan und durch den Kampf gegen Feinstaubpartikel aus Verbrennung und gegen die Coronaviren- Aerosole in der Luft in der Schweiz

East African Training Initiative in Äthiopien

Bisher sind alle mit unseren bisherigen Sponsor Beiträgen ausgebildeten 18 Lungenärzte in Äthiopien geblieben und haben dort wichtige Positionen im dortigen Gesundheitswesen eingenommen: die Leitung der Abteilungen für Innere Medizin und für Lungenkrankheiten im Black-Lion-Universitätsspital in Addis Abeba, die Leitung der Intensivstationen dort für Kinder und Erwachsene sowie die Leitung von weiteren Lungenabteilungen in der Hauptstadt (St. Paul’s Hospital) und in Provinzstädten von Äthiopien (Mekelle und Bahir Dar) und in Rwanda und Tanzania. Auch die äthiopische Lungenorganisation (Äthiopien Thoracic Society) steht unter ihrer Leitung. Eine Liste der vielen Auszeichnungen der Absolventen unseres Ausbildungsprogramms habe ich angefügt.

Unsere Absolventen stehen in regelmässigem Kontakt mit der Columbia Universität in New York (Prof. Neil Schluger) und der Brown Universität in Providence, Rhode Island (Prof. Charles Sherman), meinen Kollegen im Leitungsteam der EATI. Im Berichtsjahr hat Swiss Lung vier Lungenfunktionsmessinstrumente und einen Fellows Award finanziert und bereitet den Ankauf von Schutzmaterial für die Mitarbeitenden in den COVID-Isolationsstationen vor. Die Hauptlast der weiteren Finanzierung liegt jetzt allerdings bei der Organisation Vital Strategies, dem Zusammenschluss der World Lung Fundation von Bloomberg und der IUATLD, der internationalen Lungenorganisation in Nordamerika.

Lung Health in Kirgistan

Für weitere Projekte zur Bekämpfung von Lungenkrankheiten in Kirgistan haben wir erfreulicherweise von der Löwenstein Medical Schweiz AG einen grösseren Betrag erhalten.

Swiss Aerosol Award 2018

Diese Jahr ging der Preis an Frau Dr. Giulia Stefenelli, PhD der ETH Zürich und Mitarbeiterin des Paul Scherrer Instituts in Würenlingen, für ihre Arbeit über Luftschadstoffe bei der Verbrennung von Biomasse, einem weltweit dringenden Gesundheits- und Klimaproblem. Die Verbrennung von Biomasse wie von Holz und anderen organischen Stoffen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs zum Kochen und Heizen ist eine der wichtigsten Ursachen der Luftverschmutzung weltweit. Ihre Arbeit liefert wichtige Hilfsmittel und Informationen, um die relevanten Emissionen an der Quelle zu kontrollieren und um die Notwendigkeit der Emissionsreduktionen.

Ewald Weibel Förderpreis für Lungenforschung in der Schweiz

Der Ewald Weibel Preis ging 2020 an Frau Prof. Dr. med. Silvia Ulrich, Pneumologin an der Universität Zürich, zum dritten Mal in Folge an eine Frau (und Mutter)!

Für ihre hervorragenden Arbeiten auf dem Gebiet der pulmonalen Hypertonie, insbesondere über die pulmonale Hämodynamik unter körperlicher Belastung und bei Höhenexposition (in Kirgistan!), sowie über die klinischen Effekte der Sauerstofftherapie und weiterer Behandlungen erhielt sie das Preisgeld aus dem von uns mitgestifteten Ewald Weibel Fonds der Universität Bern.

Weitere Unterstützungen

Der uns von seiner Präsentation vor 2 Jahren bekannte Thoraxchirurg Prof. Ilhan Inci vom Universitätsspital Zürich erhielt für die Weiterführung seiner Arbeit zur längeren „Aufbewahrung“ von Spenderlungen vor der Transplantation einen Beitrag. Dank einer neu zu konstruierenden kleinen Unterdruckkammer für Versuchstierlungen, soll es möglich sein, diese statt nur wie bisher etwa 6, in seinem Labor 12 Std überlebensfähig zu erhalten.

Anirban Sinha PhD, ein Mitarbeiter von Prof Urs Frey von der Universität Basel, erhielt einen Beitrag zur Weiterführung des von der Lungenliga Schweiz gesponserten aussichtsreichen Projekts zur Voraussage von Verschlechterungen eins Asthma bronchiale durch Messungen in der Ausatemluft.

Für ein Gesuch des Verantwortlichen und Gründers der jährlichen ETH Konferenz über Nanopartikel,  Dr. A. Mayer, für ein dringendes Forschungsprojekt , für das auch des BAFU, Bundesamt für Umwelt  bereits sfr 50‘000 aus der Umwelttechnologieförderung in Aussicht gestellt hat und das sofort starten könnte, haben wir einen Startbeitrag von SFR 20'000 gesprochen (dieser wurde allerdings erst im Juli 2020 ausbezahlt). Das Ziel dieser Untersuchung ist, auf Basis des schon bestehenden Kabinenfilters der NanocleanAir GmbH ein Filtersystem zu entwickeln, das nebst der Eigenschaft der hocheffizienten Filtration von Nanopartikeln aus der Atemluft wie Russpartikel auch Viren filtert und unschädlich macht, und dieses auch produktionstechnisch soweit zu bringen, dass es noch in diesem Jahr durch Lizenzvergabe in den Markt eingeführt werden kann.  Es scheint auch, dass Feinstaubpartikel in der Luft die Verbreitung von Coronaviren zusätzlich begünstigen, weshalb Hotspots für Covid-19 vor allem in Grossstädten wie Wuhan und New York sowie der Region Mailand und in der Schweiz im Tessin liegen! Die Studie mit den von der Lungenliga bereits 2015 geförderten Filtern für die Fahrzeugkabinen könnte sehr wichtig sein, wenn wir nach der LOCK-down Phase wieder in einen «Normalzustand» trotz weiterbestehender Corona-Pandemie durchmachen müssen.

Für ein Buchprojekt des Ernährungswissenschafters der Universität Zürich, Prof. Paolo Suter, über Umweltprobleme in Afrika (und dem Rest der Welt) haben wir einen Betrag von bewilligt.  Prof. Suter ist der Direktor des Councils der Nestle Foundation. Ein Beispiel aus dem Projekt: Ein(e) afrikanische(r) Autor/In schreibt eine Kurzgeschichte zum Thema Landaneignung (Landraub, auch bekannt als “Land Grabbing”), ein afrikanischer Forscher präsentiert in für Laien verständlicher Sprache die wissenschaftliche Evidenz. Durch diese “doppelte Verankerung” im Hirn, erwarten wir ein besseres Verständnis und auch einen besseren Bewusstwerdungsprozess für diese wichtigen Themen weltweit.

Von der Carl und Mathilde-Thiel-Stiftung in Küsnacht ZH haben wir erfreulicherweise erneut einen Beitrag zur freien Verfügung erhalten.

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Written by Otto Brändli

Category: Stiftung

Published: 25 October 2020

Created: 25 October 2020

Last Updated: 03 November 2021

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