Blockade zellulärer Kommunikation stoppt SARS-CoV-2 - Patent auf Signalweg-Blockade zur COVID-19-Therapie
Viele Viren nutzen und manipulieren Kommunikationswege ihrer
Wirtszellen, um ihre eigene Vermehrung zu fördern. Biochemiker und
Virologen von Goethe-Universität und Universitätsklinikum Frankfurt haben
jetzt erstmals ein Gesamtbild der Kommunikation einer Zelle erstellt, die
von SARS-CoV-2-Viren befallen ist. Dabei gelang es den Wissenschaftlern in
Zellkultur-Experimenten, die Virusvermehrung mit einer Reihe klinisch
erprobter Krebs-Medikamenten zu stoppen. Die Medikamente setzten an
Stellen an, an denen mehrere Kommunikationswege der Zelle zusammentreffen
(Molecular Cell, DOI 10.1016/j.molcel.2020.08.006). Das Verfahren ließen
sich die Frankfurter Wissenschaftler patentieren.
Bei der Weiterleitung von Signalen in der Zelle, die zum Beispiel zum
Zellwachstum anregen oder Stoffwechselprozesse auslösen, spielen
Phosphorgruppen eine wichtige biochemische Rolle. Die Phosphorgruppen
werden häufig an Proteine angehängt oder von ihnen abgespalten. Dabei löst
eine Protein-Veränderung die nächste aus, und das Signal wird wie in einer
Kaskade weitergeleitet. Meist ist das Ziel der Zellkern, wo Gene an- oder
abgeschaltet werden.
Biochemiker und Virologen von Goethe-Universität Frankfurt und
Universitätsklinikum Frankfurt haben jetzt erstmals ein komplettes Bild
aller Kommunikationswege einer von SARS-CoV-2 infizierten menschlichen
Zelle aufgenommen und beobachtet, welche Veränderungen der Virusbefall
auslöst. Dafür analysierten sie die Gesamtheit aller Proteine, die in
einer Momentaufnahme eine Phosphorgruppe tragen, das sogenannte Phospho-
Proteom. Das Ergebnis: Vor allem Signalwege der Wirtszelle, bei denen ein
Wachstumssignal von außen in die Zelle geleitet wird, werden offenbar vom
SARS-CoV-2-Virus genutzt. Wenn diese Signalwege unterbrochen werden, kann
sich das Virus nicht mehr vermehren.
Dr. Christian Münch vom Institut für Biochemie II der Goethe-Universität
erklärt: „Die Signalwege der Wachstumsfaktoren lassen sich direkt dort
blockieren, wo das Signal von außerhalb der Zelle an einen Signal-
Empfänger – einem Wachstumsfaktorrezeptor – andockt. Es gibt jedoch eine
Reihe sehr wirksamer Krebs-Medikamente, die Wachstumsfaktor-Signalwege
etwas tiefer in der Kaskade unterbrechen, wodurch die Signale von
unterschiedlichen Wachstumsfaktorrezeptoren blockiert werden. Fünf dieser
Wirkstoffe haben wir an unseren Zellen getestet, und alle fünf führten zu
einem kompletten Stopp der SARS-CoV-2-Replikation.“
Prof. Jindrich Cinatl vom Institut für Medizinische Virologie des
Universitätsklinikums Frankfurt sagt: „Unsere Experimente haben wir an
kultivierten Zellen im Labor durchgeführt. Die Ergebnisse lassen sich also
nicht ohne weitere Tests auf den Menschen übertragen. Doch durch
Untersuchungen anderer infektiöser Viren wissen wir, dass Viren häufig
Signalwege in ihren menschlichen Wirtszellen verändern und dass dies für
die Virusvermehrung wichtig ist. Gleichzeitig haben bereits zugelassene
Medikamente einen ungeheuren Entwicklungsvorsprung, sodass man auf
Grundlage unserer Ergebnisse und weniger weiterer Experimente sehr schnell
mit klinischen Studien beginnen könnte.“
Das Verfahren, mit bestimmten Hemmstoffen Signalwege zu unterbrechen, um
eine COVID-19-Erkrankung zu therapieren, haben sich die Wissenschaftler
über INNOVECTIS patentieren lassen. INNOVECTIS wurde 2000 als
Tochterunternehmen der Goethe-Universität Frankfurt gegründet und agiert
seitdem erfolgreich als Dienstleister beim Transfer von akademischem Know-
how in die wirtschaftliche Praxis.
