Hauptprotease blockiert

Inhalierbarer Wirkstoff hemmt Vermehrung des Coronavirus

von Robert Klatt

Ein neuer Wirkstoff konnte in Tierversuchen und bei menschlichen Zellkulturen die Vermehrung des Coronavirus signifikant hemmen. Aufgrund der spezifischen Merkmale der Hauptprotease sind Nebenwirkungen und Zellschäden beim Menschen durch diesen Behandlungsansatz nahezu auszuschließen.

Lübeck (Deutschland). Wissenschaftler arbeiten aufgrund der exponentiell steigenden Infektionen mit dem Coronavirus weltweit an Impfstoffen und Medikamenten gegen die oft tödliche Krankheit. Bereits im Januar konnte Forscher der Universität Marburg das Molekül CR-31-B vorstellen, das bei Zellkulturen die Vermehrung des Virus signifikant hemmt. Außerdem laufen in China und den U.S.A. erste klinische Studien mit dem Wirkstoff Remdesivir, der ursprüngliche Ebola bekämpfen sollte, der aber auch bei Corona zu wirken scheint.

Eine weitere Erfolgsmeldung kommt nun von der Universität Lübeck, deren Wissenschaftler laut einer Publikation im Magazin Science einen neuen Ansatzpunkt für ein antivirales Medikament gegen den Coronavirus entwickelt haben. Die Gruppe um Linlin Zhang und Rolf Hilgenfeld hat dazu die Struktur der Hauptprotease des Virus entschlüsselt. Es handelt sich dabei um das Enzym, das das Virus benötigt, um seine RNA von der Wirtszelle kopieren zu lassen. Das Virus produziert dafür Polyproteine, dies sind große Proteinkomplexe, die die Hauptprotease dann in zwölf kleinere Proteine verschneidet. Anschließend entsteht aus diesen Bausteinen der Replikationskomplex, der die Vermehrung der Viren-RNA im Körper des Menschen startet.

Virusreplikation kann unterbunden werden

Wie Hilgenfeld erklärt, „kann die Virusreplikation unterbunden werden, wenn es gelingt, die Hauptprotease zu blockieren.“ Zur Entschlüsselung des Enzyms nutzten die Lübecker Wissenschaftler das Erbgut von SARS-CoV-2, das im Januar von chinesischen Forscher publiziert wurde. Die kürzlich vorgestellte neue Genschere, die auch die Virus-RNA verschneiden und manipulieren kann, kam dabei noch nicht zum Einsatz. Aus der aus dem Erbgut isolierten genetischen Bauanleitung, synthetisieren die Forscher anschließend das Gen und pflanzten es Zellkulturen von Escherichia coli Bakterien ein.

Escherichia coli Bakterien produzieren virales Enzym

Die manipulierten Escherichia coli Bakterien begannen daraufhin größere Mengen des viralen Enzyms herzustellen. Wie Zhang berichtet, „hatten die Wissenschaftler Ende Januar genügend Enzym gereinigt und kristallisiert, was dann am 1. Februar als Kristalle zum BESSY-Synchrotron in Berlin transportiert wurde, um sie dort in einen intensiven Röntgenstrahl hineinzubringen.“ Durch die Röntgen-Diffraktion ist es möglich die dreidimensionale Struktur der Protease und sogar deren einzelne Atome sichtbar zu machen.

Entschlüsselung der Protease beschleunigt Hemmstoffentwicklung

Die Entschlüsselung der Enzym-Struktur eröffnet der Wissenschaft nun schnellere und genauere Möglichkeiten zur Entwicklung und Optimierung von Hemmstoffen gegen den Coronavirus. Wie die Forscher erklären, „sind Hemmstoffe gegen diese virale Hauptprotease mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht toxisch, weil es keine menschliche Protease mit ähnlich spezifischen Merkmalen gibt.“ Zellschäden und schwere Nebenwirkungen sind deshalb sehr unwahrscheinlich.

Behandlungsansatz in Tierversuchen erfolgreich

Tierversuche mit einem Wirkstoff, den die Wissenschaftler um Hilgenfeld ursprünglich gegen MERS-CoV und andere Coronaviren entwickelt hatten, erwiesen sich auch gegen SARS-CoV-2 als wirksam. Bei Mäusen, denen der Wirkstoff per Inhalationsspray oder Injektion verabreicht wurde, sammelte sich der Wirkstoff in der Niere und Lunge, also in den Organen, in denen das Coronavirus die größten Schäden auslöst.

Auch in Tests mit menschlichen Zellkulturen, die zuvor SARS-CoV-2 infiziert wurden, konnte der Hemmstoff die Vermehrung des Coronavirus deutlich hemmen und so die Infektion eindämmen. Die Forscher schließen aus diesen Ergebnissen darauf, dass inhalierbaren Medikamente die virale Hauptprotease blockieren können und somit ein wirksames Mittel gegen das Coronavirus sind.

Medikement braucht noch Jahre zur Marktreife

Leider steckt die Entwicklung eines Hemmstoffs für den Menschen noch in der Anfangsphase. Hilgenfeld betont daher, „dass es ganz sicher noch mehrere Jahre dauern wird, bis unser Wirkstoff zu einem Anti-Coronavirus-Medikament entwickelt sein wird.“ Derzeit sind die Wissenschaftler auf der Suche nach einer Finanzierungsmöglichkeit für klinische Studien, die zwingend notwendig sind, bevor ein Medikament seine Zulassung erhalten kann. In der aktuellen Pandemie kann der neue Wirkstoff also leider noch nicht eingesetzt werden.

Science, doi: 10.1126/science.abb3405

3 Kommentare

Matthias Voß
Bürokratien und Zulassungsverfahren verkürzen!
Eibel
@Matthias Voß - Keine Ahnung haben und die Klappe aufreissen? Schon mal darüber nachgedacht, dass Zulassungsverfahren einen Sinn haben? Vielleicht mal etwas von Contergan gehört?
Fritz Högner
-Auf der Suche nach Finanzierungsmöglichkeiten-
Man kann es einfach nicht glauben, das in der gegenwärtigen Situation zur Realisierung einer erfolgversprechenden Lösung und Rettung aus der Not kostbare Zeit mit der Suche nach einer Finanzierungsmöglichkeit verschwendet werden muss... Wie ich als Laie aus Veröffentlichungen im Internet entnommen habe, ist der Wirkstoff CR-31-B eine weitgehend gelungene Synthese eines seit längerem bekannten Wirkstoffes, der Natur, der nur in geringen Mengen aus den Früchten und Zweigen eines auf Borneo vorkommenden Mahagoniestrauchs (Aglaia foveolata) gewonnen werden kann. Von den Ureinwohnern Borneos wird dieser Wirkstoff seit langem als Heilmittel bei verschiedenen Infektionskrankheiten verwendet und auch in der modernen Medizin als Silvestrol bei der Krebstherapie und bei der Ebola-Bekämpfung wirksam eingesetzt. Zur Eindämmung der Corona-Pandemie, und um die katastrophalen Einschränkungen des öffentlichen Lebens weitgehend vermeiden zu können, wäre ein kurzfristig verfügbarer, vorbeugend einsetzbarer Wirkstoff von unschätzbarem Wert. Mit dem Wirkstoff CR-31-B der als unkritischer einfacher Nasen-und Rachenspray verwendet werden kann, steht hier doch ein ideal geeignetes Vorbeugungsmittel zur Verfügung.
Wozu braucht es da noch langwierige Genehmigungsverfahren. Ganz abgesehen davon, daß zu einem Test bestimmt sofort Menschen auf freiwilliger Basis bereit sind. Meine Intuition als Mitbürger diese Landes sagt mir, hier sind sofort alle Wege zu ebnen und die erforderlichen Geldmittel zur Verfügung zu stellen!!!
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