Nanobodies gegen Corona

Durchbruch im Kampf gegen Corona? Forscher aus Göttingen entwickeln Medikament - mit tierischer Unterstützung

Mit tierischer Unterstützung ist einem Foschungsteam aus Göttingen offenbar ein wichtiger Durchbruch im Kampf gegen das Coronavirus gelungen.

Göttingen – Ein Forscherteam hat Mini-Antikörper entwickelt, die das Corona und dessen gefährliche neue Varianten effizient ausschalten sollen. Bei dem Projekt setzten die Wissenschaftler aus Göttingen Alpakas ein. Das Projekt könnte einen wichtigen Durchbruch im Kampf gegen Corona bedeuten. Die sogenannten Nanobodies binden und neutralisieren das Virus bis zu 1000 Mal besser als zuvor entwickelte Mini-Antikörper. Zudem konnten die Wissenschaftler die Mini-Antikörper so weit perfektionieren, dass sie sehr stabil sind und extreme Hitze unbeschadet überstehen.

Diese einzigartige Kombination macht sie zu einem vielversprechenden Wirkstoff, um eine Erkrankung mit dem Coronavirus zu behandeln. Da sich Nanobodies kostengünstig und schnell in großen Mengen herstellen lassen, könnten sie sogar den weltweiten Bedarf an Covid-19-Medikamenten decken. Sie werden aktuell für klinische Tests vorbereitet, heißt es in einer Mitteilung des Göttinger Max-Planck-Instituts (MPI) für Biophysikalische Chemie.

Kampf gegen Corona: Den Alpakastuten Britta (links), Nora (Mitte) und Xenia hatte das Göttinger Wissenschaftler-Team mehrmals einen Teil des Spike-Proteins des Corona-Virus injiziert. Die Tiere bildeten daraufhin Antikörper gegen diesen Proteinteil.

Neue Corona-Therapie aus Göttingen: Extreme Stabilität und hohe Wirksamkeit

An dem Projekt waren Forscher des MPI und der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) beteiligt. Nach Angaben von Dirk Görlich, Direktor am MPI für biophysikalische Chemie, vereinen die neuen Antikörper „erstmals extreme Stabilität und höchste Wirksamkeit gegen das Coronavirus und dessen Alpha-, Beta-, Gamma- und Delta-Varianten“.

Dabei unterscheiden sie sich auf den ersten Blick kaum von Mini-Antikörpern gegen Covid-19 aus anderen Laboren. Sie alle richten sich gegen einen entscheidenden Teil des Coronavirus: einen bestimmten Bereich des Spike-Proteins auf der Virus-Oberfläche. Damit kann das das Virus die Wirtszelle erkennen und in sie eindringen kann. Die Nanobodies heften sich an diese Stelle, blockieren sie und verhindern so, dass das Virus Zellen infiziert.

Einfache Herstellung: Corona-Medikament aus Göttingen als Hoffnungsträger

„Unsere Nanobodies halten Temperaturen von 95 Grad Celsius aus, ohne zerstört zu werden oder Aggregate zu bilden“, erklärt Matthias Dobbelstein, Professor und Direktor des Instituts für Molekulare Onkologie an der UMG. „Das sagt uns zum einen, dass sie im Körper lange genug aktiv bleiben könnten, um zu wirken. Zum anderen lassen sich temperaturstabile Nanobodies viel einfacher herstellen, verarbeiten und lagern.“

So lief die Herstellung der Mini-Antikörper im Göttinger Max-Planck-Institut ab

Die Nanobodies stammen aus Alpakas und sind deutlich kleiner und einfacher aufgebaut als herkömmliche Antikörper, berichtet MPI-Direktor Dirk Görlich. Um die Nanobodies gegen das Corona-Viurs herzustellen, injizierte das Team den drei Alpakastuten Britta, Nora und Xenia aus der Herde am Göttinger MPI mehrmals einen Teil des Spike-Proteins.

Die Tiere bildeten daraufhin Antikörper gegen diesen Proteinteil. Nach der letzten Injektion entnahmen die Forscher den Tieren eine kleine Menge Blut. Für die Alpakas war ihr Einsatz damit beendet, die weiteren Schritte erfolgen mithilfe von Enzymen, Bakterien, sogenannten Bakteriophagen und Hefen. „Die Belastung für unsere Tiere ist insgesamt sehr gering, vergleichbar mit einer Impfung und Blutuntersuchung beim Menschen“, erklärt Görlich.

Aus dem Blut der Alpakas gewannen die Wissenschaftler im nächsten Schritt die Baupläne für rund eine Milliarde verschiedener Nanobodies. Alles Weitere war für Görlichs Team eine über viele Jahre perfektionierte Laborroutine: Die Biochemiker fischten aus der zunächst astronomischen Zahl von Nanobodies die besten heraus. In weiteren Schritten wurden diese auf ihre Wirksamkeit getestet und in mehreren Zyklen immer weiter verbessert. (bsc)

Die Effizienz der neu entwickelten Corona-Therapie verbessert sich deutlich durch einen „Nanobody-Dreierpack“. Dazu verknüpften die Forscher drei identische Nanobodies so miteinander, dass sie zur Symmetrie des Spike-Proteins passen. Als weitere Variante koppelte das Team jeweils zwei Nanobodies aneinander: „Die Bindung dieser ‚Tandems‘ ist so stark, dass sie sehr resistent gegen die nun allgegenwärtigen Mutationen sind, mit denen sich das Virus dem Immunsystem zu entziehen versucht“, erklärt Metin Aksu, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Görlichs Team.

Bei allen Nanobody-Varianten – der einfachen wie der Zweier- und Dreier-Kombination – reichen geringste Mengen aus, um den Erreger zu stoppen. Dies würde beim Einsatz als Therapeutikum Erkrankte weniger belasten und die Produktionskosten deutlich reduzieren. (Bernd Schlegel)

Rubriklistenbild: © Carmen Rotte / Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie/nh

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