Gibt es bald eine Therapie gegen Covid-19?
Während weltweit die Impfung gegen das SARS-CoV-2-Virus anläuft, suchen Experten im Bündnis InfectControl nach Ansätzen, wie Patienten geheilt werden könnten, die an Covid-19 bereits erkrankt sind.
Foto: Anna Schroll/Leibniz-HKI
Ein überregionales Forschungsprojekt soll eine zielgerichtete Therapie entwickeln, mit dem das Virus SARS-CoV-2 zielgerichtet vom Immunsystem ausgeschaltet werden kann. Dafür erhält das Konsortium InfectControl rund 2,3 Mio. € Unterstützung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
In den Bereichen Wirkstoffentwicklung, Infektionsmedizin und Virologie bündeln Forschende des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – (Leibniz-HKI), der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der Julius-Maximilians-Universität Würzburg sowie des Heinrich-Pette-Instituts, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie in Hamburg, ihre Expertisen, um gemeinsam eine Möglichkeit zur Behandlung von Covid-19-Patienten zu erarbeiten.
Ansatzpunkt ist das Immunsystem
Es soll ein ganz neuartiger Therapieansatz gegen SARS-CoV-2-Infektionen entwickelt werden. Die Forschungsteams wollen zudem einen Weg finden, um bei möglichen zukünftigen Infektionsausbrüchen mit anderen Erregern schneller als bisher geeignete Medikamente bereitstellen zu können.
Im Fokus der Forschenden: das menschliche Immunsystem. Es soll Viren oder deren Partikel eigenständig erkennen und unschädlich machen, bevor sie in die Körperzellen eindringen können. Denn dann können die sogenannten Fresszellen das Virus nicht mehr unschädlich machen. Das Wissenschaftsteam setzt nun an dem Punkt an, an dem Corona-Virus und menschliche Zelle aufeinandertreffen. Denn ein Protein auf der Oberfläche des Virus – das sogenannte Spike-Protein – interagiert mit den Rezeptoren auf den menschlichen Zellen nach dem sogenannten Schlüssel-Schloss-Prinzip.
Entwicklung künstlicher Rezeptoren
„Wir entwickeln maßgeschneiderte Aggregate, die dem Rezeptor der menschlichen Zelle nachempfunden sind“, erklärt Axel Brakhage, Sprecher von InfectControl und Direktor des Leibniz-HKI. „Unsere Hoffnung ist, dass die Viren schließlich an den künstlichen Rezeptor binden und nicht an die menschliche Zelle. So könnten die Zellen des Immunsystems die Viren erkennen und eigenständig eliminieren“, meint der Mikrobiologe und Molekularbiologe, der auch einen Lehrstuhl an der Universität Jena innehat.
Dazu ergänzt HKI-Kollege Florian Kloß: „Wir werden die potenziellen neuen Wirkstoffe durch Laboruntersuchungen auf Funktionalität und Verträglichkeit analysieren und Möglichkeiten für die therapeutische Nutzung prüfen.“ Kloß ist Chemiker und leitet die Transfergruppe Antiinfektiva am Leibniz-HKI. Sein Team arbeitet an der präklinischen und frühen klinischen Entwicklung aussichtsreicher Wirkstoffe.
Maßgeschneiderte synthetische Makromoleküle
„Die Basis der maßgeschneiderten Aggregate sind synthetische Makromoleküle, die mit den Rezeptoreinheiten dekoriert werden“, erklärt Ulrich S. Schubert von der Universität Jena. „Diese Makromoleküle werden nachfolgend zu Nanopartikeln formuliert. Mit den Rezeptoreinheiten auf der Oberfläche sind die Partikel bereit, die Viren an sich zu binden“, sagt der Chemiker und Materialwissenschaftler. Als Sprecher leitet er den Sonderforschungsbereich „PolyTarget“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der sich mit neuen Pharmapolymeren und innovativen Nanopartikeln für die personalisierte Nanomedizin beschäftigt.
Ob die am Leibniz-HKI entwickelten Wirkstoffe eine Coronavirus-Infektion verhindern können, werden dann die Würzburger Virologin Simone Backes und der Immunologe Georg Gasteiger, Leiter der Max-Planck-Forschungsgruppe für Systemimmunologie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, untersuchen. Voraussetzung dafür ist, dass die künstlichen Aggregate die Coronaviren tatsächlich markieren und für einen Angriff durch das menschliche Immunsystem sichtbar machen.
Überprüfung des Ansatzes in einem Lungenmodell
„Im Vorhaben werden wir zusätzlich die antiviralen Eigenschaften der neuen Wirkstoffe gegen SARS-CoV-2 in einem humanen Lungenmodell evaluieren“, erklärt Gülsah Gabriel hinzu. Sie leitet die Abteilung „Virale Zoonosen-One Health“ am Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie in Hamburg. Ihr Team erforscht die molekularen Mechanismen der Virusübertragung zwischen verschiedenen Arten sowie die Pathogenese von zoonotischen Viren.
Das Forschungsnetzwerk InfectControl vereint Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft, die gemeinsam neue Strategien zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten entwickeln. Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt ist die medizinische Forschung und Versorgung.
