Hilfe fürs Immunsystem gegen COVID-19

Kontaktbeschränkungen helfen, die Pandemie einzudämmen. Dennoch infizieren sich täglich Hunderttausende weltweit mit COVID-19. Ein Team des Zwanzig20-Konsortiums "InfectControl" erforscht einen neuen Therapieansatz, der Erkrankungen verhindern soll.

Frau testet Funktion von Zellkulturen.

Mit Zellkulturen können die Funktion und Verträglichkeit der neuen potenziellen Wirkstoffe im Labor getestet werden.

Leibniz-HKI, Anna Schroll 

Normalerweise kümmern sich Fresszellen, die zu den menschlichen Immunzellen gehören, um krankmachende Eindringlinge. Sie nehmen sie auf und zerstören sie. Beim SARS-Coronavirus-2 funktioniert das jedoch nicht, weil es sehr klein ist und sich im Inneren menschlicher Zellen aufhält. Das Team von InfectControl will deshalb verhindern, dass das Virus in die Zellen eindringt. Dabei macht es sich die hochspezifische Wechselwirkung zwischen Virus und menschlicher Zelle zu Nutze: Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip interagiert ein Oberflächenprotein – das sogenannte Spike-Protein – des SARS-Coronavirus-2 mit Rezeptoren menschlicher Zellen.

Um das zu verhindern, entwickeln die Forschenden maßgeschneiderte Aggregate, die dem Rezeptor der menschlichen Zelle nachempfunden sind. „Unsere Hoffnung ist, dass die Viren an den künstlichen Rezeptor binden und nicht an die menschliche Zelle. So könnten die Zellen des Immunsystems die Viren erkennen und eliminieren“, sagt der Sprecher des Konsortiums und Direktor des Leibniz-HKI in Jena, Axel Brakhage. Die Basis dieser maßgeschneiderten Aggregate sind synthetische Makromoleküle, die mit künstlichen Rezeptor-Einheiten versehen und zu Nanopartikeln verbunden werden. „Mit den Rezeptor-Einheiten auf der Oberfläche sind die Partikel bereit, die Viren an sich zu binden“, erklärt Ulrich S. Schubert, Chemiker und Materialwissenschaftler an der Friedrich-Schiller- Universität Jena, der an dem Projekt beteiligt ist.

Von allen Seiten beleuchtet

Die neuen potentiellen Wirkstoffe will Florian Kloss dann im Labor auf Funktion und Verträglichkeit untersuchen. Der Chemiker leitet die Transfergruppe Antiinfektiva am Leibniz-HKI in Jena, die sich der präklinischen und frühen klinischen Entwicklung aussichtsreicher Wirkstoffe widmet. Am Hamburger Heinrich-Pette-Institut, dem Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie, sollen die antiviralen Eigenschaften der neuen Wirkstoffe zusätzlich in einem menschlichen Lungenmodell getestet werden. Diese Untersuchungen übernimmt die Virologin und Biologin Gülsah Gabriel. Sie leitet die Abteilung „Virale Zoonosen-One Health“ und erforscht mit ihrem Team die molekularen Mechanismen der Virusübertragung zwischen verschiedenen Arten sowie die Entstehung und Entwicklung von zoonotischen Viren, zu denen auch das SARS-Coronavirus-2 gehört.

An der Julius- Maximilians-Universität Würzburg wollen die Virologin Simone Backes und der Immunologe Georg Gasteiger untersuchen, ob die künstlichen Aggregate, die dem Rezeptor der menschlichen Zelle nachempfunden sind, die Coronaviren tatsächlich binden. Nur dann wären sie für das menschliche Immunsystem sichtbar und einer erfolgreichen Eliminierung der gefährlichen Viren stünde nichts im Weg.

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