Neue SARS-CoV-2 Varianten effektiv bekämpfen
Durch Impfungen und Therapieoptionen konnte die Gefahr, die von SARS-CoV-2 ausgeht deutlich reduziert werden. Einen Schwachpunkt haben die aktuell verfügbaren Optionen jedoch: SARS-CoV-2 mutiert. Und sowohl Impfungen als auch antikörperbasierte Therapien sind gegen neu entstehende SARS-CoV‑2 Virusvarianten weniger wirksam.
Sowohl die neutralisierenden Antikörper die zur Therapie von schweren COVID-19 Fällen verwendet werden als auch die Antikörper die nach einer Impfung gebildet werden, erkennen nur einen kleinen Teil vom SARS-CoV-2: Das sogenannte Spike Protein. Das liegt vor allem daran, dass dies außen auf dem Viruspartikel sitzt und deshalb für Antikörper recht gut zugänglich ist. Dabei ist es egal ob die Antikörper nach einer Impfung im Körper selbst produziert wurden oder künstlich als Medikament gespritzt werden. Wird das Spike Protein jedoch durch Mutation verändert, binden die Antikörper weniger gut. Ihre Schutzfunktion geht verloren. Ein interdisziplinäres Team aus Tübingen hat nun ein neues Fusionsprotein entwickelt, dass SARS-CoV‑2 unabhängig von Mutationen im viralen Spike Protein hemmt. Es trägt den Namen ACE2‑M.
Das virale Spike Protein bindet an den Oberflächenrezeptor ACE2, um sich in gesunde Zellen einzuschleusen. Dies kann jedoch durch das neue Fusionsproteine verhindert werden. Denn es enthält nur den Teil von ACE2 den das Spike Protein bindet. Ihm fehlen jedoch die Teile von ACE2 die es normalerweise auf der Oberfläche einer Zelle verankern. Das Spike Protein bindet also an ACE2-M, ohne das dadurch das Einschleusen in die gesunde Zelle vermittelt werden kann. Zusätzlich verhindert die Bindung an ACE2-M wird, dass Spike mit „normalem“ ACE2 interagieren kann. ACE2-M verhindert also, dass SARS-CoV-2 sich in gesunde Zellen einschleust um sich dort zu vermehren. Außerdem haben die Forschenden drei Mutationen in ACE2-M eingefügt (siehe Bild). Diese Mutationen bewirken, dass ACE2-M sogar besser an das virale Spike Protein bindet als unmodifiziertes ACE2.
Da das virale Spike Protein nur an ACE2 Dimere (Komplexe aus zwei ACE2 Proteinen) bindet, mussten die Forschenden zusätzlich eine sogenannte Fc-Domäne einfügen. Sie sorgt dafür, dass auch ACE2-M diese Dimere bildet und somit an Spike binden kann.
Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Frontiers in Immunology veröffentlich und sind hier zu finden.
Bild: Die Abbildung zeigt ein 3D Modell der Interkation zwischen dem neu entwickelten ACE2-M Fusionsprotein (türkis) und der Rezeptorbindenden Domäne (RBD) des viralen Spike Proteins (grau). Die Aminosäuren die in ACE2-M künstlich verändert wurden sind gold hervorgehoben.
Quelle: Zekri L, Ruetalo N, et al.: ACE2 fusion protein with adapting activity against SARS-CoV-2 variants in vitro. Front Immunol. 2023 Mar 8;14:1112505. doi: 10.3389/fimmu.2023.1112505. (CC BY 4.0 license, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, cropped)