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Medizin

Arzneimittel­forschung: Nanokörper und Proteinköder sollen SARS-CoV-2 aufhalten

Freitag, 6. November 2020

/Siarhei, stock.adobe.com

Pittsburg/San Francisco/Seattle – Die SARS-CoV-2-Pandemie hat die Entwicklung von neuartigen Arzneimitteln angeregt. Dazu gehören Nanokörper und Proteinköder, die in präklinischen Studien eine gute Wirksamkeit gezeigt haben und sich laut den Berichten in Science in kürzerer Zeit in größerer Menge herstellen ließen. Für einen klinischen Einsatz dürfte es allerdings noch zu früh sein.

Das Immunsystem der meisten Säugetiere einschließlich des Menschen produziert Anti­körper mit 2 Bindungsstellen (Domänen) für die Krankheitserreger, was sich in der Evo­lution offenbar als vorteilhaft erwiesen hat. Bei einigen Spezies, zu denen Kameltiere und Knorpelfische gehören, stellt das Immunsystem zusätzlich Antikörper mit nur einer Bindungsstelle her.

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Diese Einzeldomänenantikörper oder Nanokörper sind für die Arzneimittelforschung interessant, weil sie sich leichter (in Bakterien statt in Säugetierzellen) herstellen lassen, hitzestabiler sind und nicht notwendigerweise intravenös verabreicht werden müssen. Eine inhalative Anwendung wäre möglich und bei Atemwegserkrankungen im Prinzip auch vorteilhaft.

2 Forschergruppen aus den USA haben in den letzten Monaten Nanokörper entwickelt, die SARS-CoV-2 neutralisieren können. Das Team um Yi Shi von der Universität Pittsburgh hat die Nanokörper auf konventionelle Weise in Lamas produziert, die zur Familie der Kamele gehören (Science, 2020; DOI: 10.1126/science.abe4747).

Die Forscher injizierten den Tieren kurze Proteine, die die Bindungsstelle des Spike-Proteins enthielten. 2 Monate später konnten sie die Nanokörper aus dem Blut der Tiere isolieren.

Diese Nanokörper wurden dann in Laborexperimenten auf ihre Fähigkeit geprüft, SARS-CoV-2 an der Infektion von Zellen zu hindern. Dabei stellte sich nicht nur heraus, dass die verschiedenen Antikörper sich in der Fähigkeit unterschieden, die Viren zu neutralisieren. Auch die Stellen des Spike-Proteins, die die Nanokörper erkennen, variieren.

Dies eröffnet laut Shi die Möglichkeit verschiedene Nanokörper zu mischen oder chemisch zu verbinden. Damit würde die Gefahr, dass sich die Viren durch Mutationen dem Zugriff entziehen, minimiert. Die Nanokörper haben laut Shi eine Haltbarkeit von mehreren Wochen und könnten ohne Wirkungsverlust mit einem Spray angewendet werden.

Ein Team um Peter Walter von der Universität von Kalifornien in San Francisco experi­mentiert mit synthetischen Nanokörpern, die in Hefepilzen hergestellt werden (Science, 2020; DOI: 10.1126/science.abe3255).

Bei einem Screening von mehr als 2 Milliarden möglicher Sequenzen wurde ein Nano­körper gefunden, der die Rezeptorbindungsstelle des Spike-Proteins erkennt und nach Einschätzung der Forscher eine Infektion der Zellen sicher verhindern könnte.

Um die Effektivität weiter zu steigern, haben die Forscher einen trivalenten Nanokörper konstruiert, der das Spike-Protein an verschiedenen Stellen neutralisieren kann. Trotz der komplexen Struktur war der Antikörper chemisch hitzestabil. Er könnte laut Walter eben­falls die Grundlage für ein Medikament sein, mit dem eine Infektion mit SARS-CoV-2 verhindert oder die Symptome abgeschwächt werden könnten.

Ob dies gelingt und ob die Behandlung sicher ist, müsste zunächst in tierexperimentellen und dann in klinischen Studien gezeigt werden.

Eine weitere Möglichkeit, die Viren zu neutralisieren, besteht in der Behandlung mit einem synthetischen Protein, das die Viren bindet und damit am Eintritt in die Zelle hindert. Ein Team um Daniel-Adriano Silva von der Firma Neoleukin Therapeutics aus Seattle hat ein solches Köderprotein („decoy“) zunächst am Computer entworfen und dann synthetisiert (Science, 2020; DOI: 10.1126/science.abe0075).

Das Protein wurde so gestaltet, dass es an der Rezeptorbindungsstelle des Spike-Proteins haftet. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Viren an den ACE-Rezeptoren auf den Pneumozyten andocken können. Das bivalente Protein CTC-445.2, das sich gleich an 2 Stellen an das Spike-Protein von SARS-CoV-2 heften kann, hat sich in ersten tierexperi­mentellen Studien als effektiv erwiesen.

Nach einer intranasalen Anwendung waren Mäuse und syrische Hamster vor einer Infektion geschützt. Auch hier bleibt abzuwarten, ob die Ergebnisse sich in klinischen Studien bestätigen lassen. © rme/aerzteblatt.de

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