Robert Klatt
Manche Menschen besitzen eine Genmutation, die sie vor allen Virusinfektionen schützt. Nun wurden mithilfe der mRNA-Technologie Nanopartikel entwickelt, die die Immunaktivierung künstlich auslösen. Das Medikament könnte in Zukunft Infektionen in kritischen Phasen, etwa während der frühen Phase einer Pandemie, verhindern.
New York City (U.S.A.). Der Immunologe Dusan Bogunovic hat vor 15 Jahren entdeckt, dass eine sehr seltene Mutation des Gens ISG15 manche Menschen nahezu immun gegen Viruskrankheiten macht. Durch die Mutation des Gens, das normalerweise das Immunsystem reguliert, kommt es im Körper zu einer permanenten, aber milden Entzündung, die das Immunsystem gegenüber manchen Bakterien schwächt, gleichzeitig aber einen deutlich besseren Schutz vor Viren ermöglicht. Infektionen mit Viren wie Influenza (Grippe) verursachen bei den betroffenen Menschen nahezu keine Symptome.
„Die Art der Entzündung war eindeutig antiviral, und da wurde mir klar, dass sich hinter diesem Zustand etwas Besonderes verbirgt. Ich dachte immer wieder: Wenn es gelänge, diese leichte Form der Immunaktivierung auch bei anderen Menschen zu erzeugen, könnten wir sie vor nahezu jedem Virus schützen.“
Der Wissenschaftler der Columbia University arbeitet seit seiner Entdeckung daran, die durch die Genmutation ausgelöste Reaktion künstlich nachzubilden, um ein Medikament zu entwickeln, das Menschen vor allen Viren schützt. Das Medikament soll nicht dauerhaft im Körper wirken, sondern den Schutz vor Viren nur zeitlich begrenzt bereitstellen.
Laut der Publikation im Fachmagazin Science Translational Medicine haben die Forscher zunächst die natürliche Abwehrreaktion bei ISG15-defizienten Menschen untersucht und entdeckt, dass die Genmutation zur Ausschüttung von mehr als 60 Proteinen führt. Davon sind zehn sogenannte Schlüsselproteine, die ausreichen, um die Immunreaktion auszulösen.
Die Wissenschaftler haben für diese Proteine mRNA-Sequenzen produziert und in Lipid-Nanopartikel verpackt. Diese Nanopartikel werden in Form von Nasentropfen verabreicht und regen in den Zellen die Produktion der schützenden Proteine an. Es kommt dadurch vorübergehend zu demselben Abwehrmechanismus wie bei Menschen mit der Genmutation.
„Wir erzeugen nur eine kleine Menge dieser Proteine und auch nur für kurze Dauer. Dadurch bleibt die Entzündung viel schwächer als bei Menschen mit ISG15-Mangel. Aber sie reicht aus, um Virusinfektionen zu verhindern.“
Bei Experimenten mit Mäusen und Hamstern und in Zellkulturen hat das Mittel zu einer starken Reduzierung der Virusvermehrung bei Infektionen mit Influenza- und SARS-CoV-2-Viren geführt. Die Immunreaktion hat drei bis vier Tage angehalten.
„In Zellkulturen haben wir bislang noch kein Virus gefunden, das die Schutzbarriere durchbrechen konnte.“
Laut den Forschern könnte das Mittel in zukünftigen Pandemien verwendet werden, um besonders gefährdete Personen, etwa medizinisches Personal und Pflegeheimbewohner, vor Virusinfektionen zu schützen.
„Wir sind überzeugt, dass die Methode selbst dann wirkt, wenn wir den Erreger noch gar nicht kennen.“
Bevor das Medikament von Menschen genutzt werden kann, sind aber noch weitere Studien nötig, etwa dazu, wie hoch das Dosierung sein muss, um eine ausreichend hohe Immunaktivierung bei einer gleichzeitig möglichst geringen Entzündungsreaktionen auszulösen.
„Unsere Ergebnisse zeigen, wie wichtig neugiergetriebene Grundlagenforschung ist, frei von festen Erwartungen. Wir suchten ursprünglich nicht nach einer antiviralen Lösung, doch die Studien an unseren seltenen Patienten haben die Idee eines universellen Virenschutzes hervorgebracht.“
Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.adx5758
