Medikamentenstudie zeigt: Prüfpräparat bietet Hoffnung bei der Bekämpfung der Coronavirus-Pandemie
Während Wissenschaftler weiterhin rund um die Uhr an der Bekämpfung der Coronavirus-Pandemie arbeiten, hat eine Gruppe von Forschern ein Medikament gefunden, das die frühen Stadien von COVID-19 in gentechnisch verändertem menschlichen Gewebe hemmen kann. Zum Teil durch die beiden EU-finanzierten Projekte REGMAMKID und EPIORGABOLISM unterstützt, haben die Forscher ihre Ergebnisse in der Zeitschrift ‘Cell’ veröffentlicht. Die Forschung liefert darin neue Einblicke in Schlüsselaspekte des Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), des COVID-19-verursachenden Virus, und dessen Wechselwirkungen auf zellulärer Ebene, einschließlich in Blutgefäßen und den Nieren. In einer Pressemitteilung des Karolinska-Instituts, sagt Ali Mirazimi, einer der korrespondierenden Autoren der Studie: „Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse zur Entwicklung einer neuartigen medikamentösen Behandlung beitragen können, die Patienten mit COVID-19 helfen kann.“ Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler „verwendeten Gewebeproben eines Patienten mit COVID-19, um SARS-CoV-2 zu isolieren und zu züchten“, heißt es in der Pressemitteilung weiter. „In Zellkulturen konnten sie zeigen, wie sich das Spike-Protein in SARS-CoV-2 an einen Rezeptor an der Zelloberfläche namens Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) bindet, um in unsere Zellen einzudringen. Es ist derselbe Mechanismus, den das ursprüngliche SARS-Virus aus dem Jahr 2003 zur Bindung an unsere Zellen verwendet hat und der von mehreren Forschern in früheren Studien beschrieben wurde.“
Vermindertes Virenwachstum
Das Forschungsteam verwendete konstruierte Miniaturreplikate von Blutgefäßen und Nieren, sogenannte Organoide, die aus menschlichen Stammzellen unter Anwendung von Bioengineering-Techniken entwickelt werden. Diese Organoide halfen bei der Analyse davon, wie SARS-CoV-2 mit menschlichen Zellen interagiert und diese infiziert. Darüber hinaus validierten die Forscher eine Therapie, mit der die Viruslast von COVID-19 erheblich gesenkt werden kann. Sie fügten eine genetisch veränderte Variante von ACE2 hinzu – humanes rekombinantes lösliches ACE2 namens hrsACE2 – um zu testen, ob das Virus an der Infektion der Zellen gehindert werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass hrsACE2 das Viruswachstum von SARS-CoV-2 in Zellkulturen um den Faktor 1 000 - 5 000 reduzierte. „Wir zeigen außerdem, dass SARS-CoV-2 manipulierte menschliche Blutgefäß-Organoide und menschliche Nieren-Organoide direkt infizieren kann, die durch hrsACE2 inhibiert werden können. Diese Daten belegen, dass hrsACE2 frühe Stadien von SARS-CoV-2-Infektionen maßgeblich hemmen kann“, wie in der Zeitschrift „Cell“ beschrieben. Mirazimi wird in der Pressemitteilung des Karolinska-Instituts zitiert: „Wir glauben, dass das Hinzufügen der Enzym-Kopie hrsACE2 das Virus dazu verleitet, sich anstelle der eigentlichen Zellen an die Kopie zu binden. Das Virus wird davon abgelenkt, die Zellen in gleichem Maße zu infizieren, wodurch eine Verringerung des Virenwachstums in der Lunge und anderen Organen bewirkt wird.“ Die Studie beschränkte sich auf Zellkulturen und manipulierte Organoide. Der gleiche Wirkstoff namens APN01 bzw. hrsACE2 wurde jedoch bereits in klinischen Studien der Phase I und II gegen akute Lungenschädigung (ALI), akutes Atemnotsyndrom (ARDS) und pulmonale arterielle Hypertonie (PAH) getestet. Der Wirkstoffkandidat „befindet sich derzeit in der Phase II der Entwicklung von APEIRON Biologics zur Behandlung von PAH und ALI/ARDS, die eine wesentliche Ursache für Todesfälle im Zusammenhang mit COVID-19 darstellen“, wie in einer Pressemitteilung angegeben. Gemäß derselben Pressemitteilung hat APN01 kürzlich die behördliche Zulassung für die Behandlung von 200 an COVID-19 erkrankten Patienten in Dänemark, Deutschland und Österreich erhalten. Das Projekt REGMAMKID (How to regenerate the mammalian kidney), das die COVID-19-Studie teilweise unterstützte, endet im Oktober 2020. Das Projekt EPIORGABOLISM (Diabetic nephropathy modelling in hESC-derived 3D kidney organoids), das auch die Finanzierung derselben Studie bereitstellte, läuft bis August 2021. Weitere Informationen: REGMAMKID-Projekt EPIORGABOLISM-Projekt
Schlüsselbegriffe
REGMAMKID, EPIORGABOLISM, Coronavirus, SARS-CoV-2, COVID-19