Österreichische Wissenschaftler entdecken Achillesferse durch Coronavirus

Ein Team unter der Leitung von Forschern aus Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichische Akademie der Wissenschaften in Wien könnte ein Heilmittel für die Krone gefunden haben. Beteiligt sind zwei zuckerbindende Proteine. Diese verhindern, dass SARS-CoV-2-Varianten in Zellen eindringen, heißt es in der IMBA-Pressemitteilung zur möglichen neuen Therapie.

Die Interaktion des SARS-CoV-2 S-Proteins mit dem Wirtszellenzym 2 (ACE2) ist wesentlich für die Bestimmung der Infektiosität des Virus. Um zu überleben und sich auszubreiten, braucht das Virus einen Tarnmechanismus, um sich vor der Immunantwort des Wirts zu verstecken. Dazu verwendet er ein sogenanntes Glykosylierungsmechanismus. Es bildet an bestimmten Stellen einen Zuckerüberzug auf dem Protein S. Für Teamleiter Josef Penninger kam sofort eine Frage in den Sinn: „Was ist mit Lektinen, den Proteinen, die Zucker binden?“

Ganz Achilles

„Intuitiv kamen wir auf die Idee, dass uns Lektine helfen könnten, neue interaktive Partner des Spike-Proteins zu finden“, sagt Co-Autor David Hoffmann. In allen im Umlauf befindlichen Varianten ist die Glykosylierung die Standorte des SARS-CoV-2-Spike-Proteins sind stark konserviert. Durch die Identifizierung der Lektine, die an diese Glykosylierungsstellen binden, könnten die Forscher auf dem besten Weg sein, wirksame Kronenheilmittel zu entwickeln. Das Team hat eine Bibliothek mit über 140 Säugetierlektinen entwickelt und getestet. Von diesen wurde gezeigt, dass zwei stark an das SARS-CoV-2 S-Protein binden: Clec4g und CD209c.

„Wir haben jetzt Werkzeuge in der Hand, die an diese Schutzschicht des Virus binden und so das Eindringen in Zellen verhindern können“, fasst Stefan Mereiter, Postdoktorand am Penninger-Labor, zusammen. Mereiter: „Dieser Mechanismus könnte genau die Achillesferse sein, auf die die Wissenschaft gewartet hat. „

Extrem vielversprechend

Das Team fand heraus, dass diese beiden Lektine an die N-Glykan-Stelle (N343) des S-Proteins binden, die für den Peak so entscheidend ist, dass sie bei keiner infektiösen Variante fehlen darf. Die Deaktivierung dieser Glykosylierungsstelle macht das S-Protein instabil. Darüber hinaus haben andere Gruppen gezeigt, dass Viren mit mutiertem N343 nicht infektiös sind.

„Das bedeutet, dass unsere Lektine an eine Glykanstelle binden, die für die Spitzenfunktion unerlässlich ist. Es ist daher sehr unwahrscheinlich, dass ohne dieses Glykan jemals eine Mutante entstehen könnte“, erklärt Mereiter. Darüber hinaus reduzieren beide Lektine auch die Infektiosität von SARS-CoV-2 in menschlichen Lungenzellen.

Medikamentenkandidat

Für Josef Penninger und das gesamte Team sind diese Ergebnisse für die Varianten therapeutischer Interventionen gegen SARS-CoV-2 äußerst vielversprechend. Penninger: „Der Ansatz ähnelt dem Wirkstoffkandidaten-Mechanismus“APN01‚(Apeiron Biologics), das sich derzeit in fortgeschrittenen klinischen Studien befindet. Dabei kommt ein biotechnisch hergestelltes humanes ACE2 zum Einsatz, das auch an das Spike-Protein bindet. Wenn Protein S vom Medikament aufgenommen wird, wird der Zugang zur Zelle blockiert. Wir haben jetzt natürliche Säugetierlektine identifiziert, die genau das können. „

Die Ergebnisse der Studie wurden im renommierten EMBO-Rezension.

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