Antikörper gegen Sars-CoV-2 - wissenschaft.de
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Antikörper gegen Sars-CoV-2

Antikörper
Antikörper gegen Coronavirus (Bild: Christoph Burgstedt / iStock)

Weltweit suchen Wissenschaftler nach Antikörpern, die als Waffe gegen das Coronavirus Sars-CoV-2 eingesetzt werden können. Jetzt melden gleich mehrere Teams im Fachmagazin „Science“ neue Erkenntnisse und vielversprechende Funde. Unter ihnen ist ein aus Covid-19-Patienten isolierter und im Labor vermehrter Antikörper, der schon in geringen Mengen Hamster vor Covid-19 schützte. In einer weiteren Studie haben Forscher den gleichzeitigen Einsatz von zwei verschiedenen neutralisierenden Antikörpern getestet. Solche Paare könnten das Risiko verringern, dass die Behandlung durch eine Mutation des Virus unwirksam wird. Welche Kombinationen von Antikörpern dafür am effektivsten sind, haben Wissenschaftler eines dritten Teams näher untersucht.

Antikörper sind die schärfste und präziseste Waffe unserer Immunabwehr. Denn diese maßgeschneiderten Peptidmoleküle sind hochspezifisch und lagern sich gezielt an bestimmten Strukturen auf der Oberfläche von Erreger an. Im Falle einer Infektion, beispielsweise mit Sars-CoV-2 erzeugt das Immunsystem verschiedene B-Zellen, die sich spezifische Merkmale jeweils eines kleinen Stücks von einem viralen Oberflächenprotein „gemerkt“ haben. Jede dieser Zelllinien wird dann zu einer Antikörperfabrik, die massenhaft passende Antikörper für dieses eine Oberflächenmerkmal freisetzt. Dadurch kann das Blutplasma genesener Covid-19-Patienten hunderte leicht verschiedener Antikörper enthalten – und nur einige davon wirken neutralisierend. Das bedeutet, dass sie an einer Stelle der Virenoberfläche andocken, die den Eintritt des Virus in die Zelle verhindert oder auf andere Weise das Virus an der Vermehrung hindert.

Neutralisierende Antikörper identifiziert

Forscher suchen daher gezielt nach neutralisierenden Antikörpern gegen Sars-CoV-2, die das Virus möglichst effizient und ohne Nebenwirkungen ausschalten. Hat man solche Antikörper identifiziert, können sie im Labor in Massen vermehrt werden und dann als sogenannte monoklonale Antikörper gezielt zur Behandlung von Covid-19-Patienten eingesetzt werden. Wenn man sie gesunden Menschen wie beispielsweise Pflegekräften verabreicht, können sie diese als passive Immunisierung vor einer Infektion schützen. In den letzten Wochen haben mehrere Forscherteams erste vielversprechende Kandidaten identifiziert. An der TU Braunschweig hat das Corona Antibody Team (CORAT) bei der Durchmusterung von rund 6000 Antikörper-Kandidaten ein Immunglobulin identifiziert, das an das Spike-Protein von Sars-CoV-2 bindet. An der Universität Erlangen-Nürnberg haben Wissenschaftler bisher rund 20 Kandidaten gefunden. Ein Team an der Universität Utrecht stellte im Mai 2020 einen Antikörper vor, der ursprünglich gegen das eng verwandte Virus Sars-CoV gerichtet war, aber sich auch bei Sars-CoV-2 als neutralisierend erwies.

Von einem weiteren Kandidaten berichten nun Forscher um Thomas Rogers vom Scripps Institute in La Jolla. Sie haben dafür das Blutplasma von acht genesenen Covid-19-Patienten untersucht und daraus mehr als 1800 verschiedene Antikörper isoliert. Diese testeten sie in einer eigens entwickelten menschlichen Zelllinie darauf, ob sie die Coronavirusinfektion blockieren können. Zwei dieser Antikörper, die an der Rezeptorbindestelle des viralen Spike-Proteins ansetzen, erwiesen sich schon in geringen Konzentrationen von weniger als zwei Nanogramm pro Liter als effektiv neutralisierend. Einen davon testeten sie anschließend in verschiedenen Dosierungen auf die Schutzwirkung bei lebenden Hamstern. Dafür erhielten die Tiere erst eine Dosis des Antikörpers, zwölf Stunden später wurden sie über die Nase mit Sars-CoV-2 infiziert. Die beiden höchsten Antikörperdosen erwiesen sich als wirksam: Sie senkten die Virenlast in der Lunge der Tiere und verhinderten den erkrankungstypischen Gewichtsverlust. Das sei sehr vielversprechend, so die Forscher.

Im Doppelpack gegen Virenmutationen

Doch für diesen und andere Kandidaten ist dies erst der erste Schritt. Denn auf der Suche nach geeigneten monoklonalen Antikörpern gegen das Coronavirus gibt es zwei Hürden: Die eine ist das Phänomen der sogenannten „Antibody-Dependent Enhancement“ (ADE), eine von Antikörpern verursachte Verschlimmerung. Sie kann eintreten, wenn die verabreichten Antikörper nicht gut genug passen und das Virus nicht sofort neutralisieren. Dann kann es dazu kommen, dass das Virus sogar noch leichter in Zellen eindringt und sich die Krankheit verschlimmert statt verbessert. Dieses Phänomen wurde unter anderem bei den mit Sars-CoV-2 eng verwandten Coronaviren Sars-CoV und Mers-CoV im Tierversuch beobachtet. Das zweite Problem ist die Wandelbarkeit des Virus: Weil ein Antikörper meist nur auf einen kleinen Teil eines viralen Oberflächenproteins passt, reicht schon eine strukturverändernde Mutation in diesem Protein aus, um die Bindung zu verhindern und den Antikörper wirkungslos zu machen.

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Eine mögliche Lösung für das Mutationsproblem haben Johanna Hansen von Regeneron Pharmaceuticals im US-Bundesstaat New York und ihre Kollegen vorgestellt: „Das Ziel unseres Ansatzes war es, hochpotente Antikörper zu identifizieren, die zu zweit einen therapeutischen Antikörper-Cocktail bilden können“, erklären die Forscher. Die Idee dahinter: Wenn zwei Antikörper an entscheidenden Stellen des Virus ansetzen, ohne sich dabei gegenseitig zu behindern, dann kann dies ihre neutralisierende Wirkung verstärken und gleichzeitig gegen das mutationsbedingte Nachlassen der Wirkung schützen. Auch dieses Team begann die Suche wieder mit mehr als tausend aus dem Blutplasma von Covid-19-Patienten isolierten Antikörpern. Bei den Immunglobulinen, die sich in Neutralisationstests am wirksamsten erwiesen, analysierten sie im Detail, wo diese an der viralen Rezeptorbindestelle ansetzten. Dabei identifizierten sie sieben Paare von Antikörpern, die sich keine gegenseitige Konkurrenz bei der Anlagerung ans Virus machten und gleichzeitig eine hohe Neutralisationspotenz besaßen.

„Die Integration solcher Antikörper in einen Antikörper-Cocktail könnte eine optimale antivirale Wirksamkeit bieten, während sie das Risiko einer viralen Mutation minimiert“, konstatieren Hansen und ihre Kollegen. Allerdings gilt für sie wie für die anderen Antikörper-Kandidaten: Weitere Tiersuche müssen erst zeigen, ob auch das Antibody-Dependent Enhancement ausbleibt. Erst dann können sie in klinischen Studien mit Menschen erprobt werden.

Quellen: Thomas Rogers (Scripps Institute, La Jolla) et al., Science, doi: 10.1126/science.abc7520; Johanna Hansen (Regeneron Pharmaceuticals, Tarrytown NY) et al., Science, doi: 10.1126/science.abd0827
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