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Frankfurter Wissenschaftler finden heraus, wie Sars-CoV-2 menschliche Zellen verändert — und entdecken dabei seine Schwachstelle

16 May 2020, 21:52

Corona





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Quelle Image: https://das-stift.de/vorsichtsmassnahmen-aufgrund-des-coronavirus

 

  • Ein interdisziplinäres Forscherteam der Universität Frankfurt hat den Einfluss des Coronavirus auf menschliche Zellen untersucht.
  • Das Team hat herausgefunden, dass es möglich ist, das Virus durch die Hemmung der Proteinproduktion zu stoppen.
  • Auf der Grundlage dieser Ergebnisse werden bereits erste klinische Studien in Kanada und den USA durchgeführt, um potenzielle Wirkstoffe zu testen.

 


Weltweit sind Wissenschaftler auf der Suche nach Medikamenten gegen das Coronavirus. Einem interdisziplinären Forscherteam der Universität Frankfurt ist es nun gelungen, eine Schwachstelle der Krankheit zu finden.

Die Experten haben untersucht, wie das SARS-CoV-2-Virus menschliche Zellen verändert. Ihre Ergebnisse bilden bereits jetzt die Grundlage für klinische Studien zur Prüfung möglicher Wirkstoffe.

Für die Studie haben Biochemiker und Virologen der Goethe-Universität mit dem Universitätsklinikum Frankfurt zusammengearbeitet.

 

Eine eigens entwickelte Form der Massenspektrometrie war der Schlüssel zur Erkenntnis

„In einer besonderen Lage wie dieser müssen wir auch in der Forschung neue Wege gehen. Die bestehende Kooperation zwischen den Forschungsgruppen von Professor Jindrich Cinatl und Dr. Christian Münch aus Virologie und Biochemie machte eine schnelle Fokussierung der Forschung auf CoV-2 möglich“, erklärt Sandra Ciesek, Direktorin des Instituts für Medizinische Virologie am Universitätsklinikum Frankfurt.

Anhand von Abstrichen zweier infizierter Patienten, die aus Wuhan zurückgekehrt waren, war es ihr und ihrem Team gelungen, das Virus im Labor anzuzüchten und zu vermehren. Anschließend beobachteten die Wissenschaftler in diesen Zellkulturen, wie das SARS-CoV-2-Virus die Wirtszelle verändert.

Das gelang ihnen mit einer Form der Massenspektrometrie, die sie erst vor wenigen Monaten selbst entwickelt hatten, der sogenannten mePROD-Methode. Sie erlaubt, die Menge und Herstellungsrate von tausenden Proteinen zu bestimmen, die sich in der Zelle befinden.




 

Mit gebremster Proteinproduktion kann sich das Virus schlecht vermehren

Was die Forscher sahen, war Folgendes: Während viele andere Viren die Proteinproduktion der Wirtszellen herunterfahren, um stattdessen virale Proteine zu forcieren, beeinflusst SARS-CoV-2 die Proteinproduktion der Wirtszellen offenbar nur wenig.

Das bedeutet aber, dass die viralen Proteine in Konkurrenz zu den Proteinen der Wirtszelle hergestellt werden — und dies ist ein Schwachpunkt des Virus. Denn drosselt man die Proteinproduktion, dachten die Wissenschaftler, dann lässt sich die Vermehrung des Virus deutlich bremsen.

Und so versuchten die Forscher, die Virus-Vermehrung in den Zellkulturen mit Hemmstoffen zu bremsen — es gelang ihnen tatsächlich. Im nächsten Schritt gelang es ihnen außerdem mit einem anderen Wirkstoff die Produktion neuer Bausteine für virales Erbgut zu hemmen.

 

Suche nach einem Wirkstoff auf bereits zugelassene Medikamente konzentrieren

Diese Ergebnisse haben den Forschern den Schwachpunkt der Krankheit verdeutlicht. Sie konnten die Virusvermehrung in den kultivierten Zellen mit Hemmstoffen der Proteinproduktion erfolgreich reduzieren. In einigen Fällen war es den Experten möglich, das Virus vollständig zu stoppen.

„Die bisherigen Ergebnisse sind eine großartige Bestätigung dieses interdisziplinären Ansatzes“, betont Ciesek. Die neuen Erkenntnisse können laut den Experten als Grundlage für weitere Studien genutzt werden und ermöglichen es, die Suche nach einem Wirkstoff auf bereits zugelassene Medikamente zu konzentrieren.

„Der erfolgreiche Einsatz von Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2, die Bestandteile von bereits zugelassenen Medikamenten sind, ist eine große Chance für die Bekämpfung des Virus“, so Studienautor Jindrich Cinatl vom Institut für Medizinische Virologie.

„Solche Wirkstoffe sind bereits gut charakterisiert, und wir wissen, wie sie von Patienten vertragen werden. Daher wird derzeit weltweit nach solchen Wirkstoffen gesucht. Im Wettlauf mit der Zeit kann unsere Arbeit einen wichtigen Beitrag dazu liefern, in welche Richtungen diese Suche die schnellsten Erfolge verspricht“, erklärt er weiter.

 

Therapeutische Ansätze innerhalb von nur drei Monaten

Um die Forschungsergebnisse auch anderen Wissenschaftlern möglichst rasch zur Verfügung zu stellen, haben die Frankfurter Forscher ihre Studie online auf einem Pre-Print-Server veröffentlicht — eine Begutachtung und eine offizielle Veröffentlichung stehen damit noch aus.

Die Ergebnisse haben aber bereits das Interesse von Wissenschaftlern weltweit geweckt. Einige der Wirkstoffe, von denen Experten glauben, dass sie die Vermehrung des Virus stoppen können, werden bereits in weiterführenden Studien untersucht.

„Sowohl die Kultur der ‚open science‘, in der wir unsere wissenschaftlichen Ergebnisse schnellstmöglich teilen, als auch die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Biochemikern und Virologen haben zu diesem Erfolg beigetragen. Das Projekt wurde vor nicht einmal drei Monaten begonnen und offenbart schon jetzt neue therapeutische Ansätze bei Covid-19“, erklärt Ivan Dikic, Direktor des Instituts für Biochemie II.




 

So ist beispielsweise der Wirkstoff 2-Deoxy-D-Glukose (2-DG), der den für die Virus-Vermehrung notwendigen Kohlehydrat-Stoffwechsel angreift, von großem Interesse.

Molechulin Biotech, ein US-amerikanisches Unternehmen, verfügt über einen Wirkstoff, der 2-DG ähnelt. Auf Grundlage der Frankfurter Ergebnisse bereiten die Experten bereits jetzt bereits klinische Studien vor.

Einen Schritt weiter in das kanadische Unternehmen Bausch Health Americas. Das Unternehmen hat eine klinische Studie mit 50 Probanden gestartet. Dabei untersuchen die Forschen den Wirkstoff Ribavirin genauer.

Christian Münch, Studienautor und Leiter der Gruppe Proteinqualitätskontrolle am Institut für Biochemie II, sagt: „Dass unsere Ergebnisse nun womöglich in weiterführende in vivo-Studien [Studien an lebenden Organismen] zur Medikamentenentwicklung münden, ist sicherlich ein großer Glücksfall.“

 


Quelle: businessinsider


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