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Gesundheit|Medizin

Neuer Antikörper gegen Coronavirus-Varianten

Antikörper
Antikörper gegen das Coronavirus. © koto_feja/ iStock

Das Coronavirus Sars-Cov-2 entwickelt ständig neue Mutationen und unterläuft so unsere Immunabwehr. Impfstoffe und therapeutische Antikörper wirken dadurch nur noch teilweise gegen die aktuelle Omikron-Variante. Doch jetzt hat ein Forschungsteam einen Antikörper identifiziert, der alle bisher bekannten Virusvarianten neutralisieren kann. Die breite Wirkung beruht darauf, dass dieser in Mäusen mit menschlichen Immunzellen erzeugte Antikörper nicht an der durch Mutationen stark veränderlichen Bindungsstelle des Coronavirus ansetzt. Stattdessen bindet er an anderer Stelle des viralen Spike-Proteins und blockiert dadurch die Fusion des Virus mit der Zellmembran – und damit die Infektion.

Das Coronavirus Sars-CoV-2 hat sich seit seinem ersten Auftreten vor gut zweieinhalb Jahren im chinesischen Wuhan stark weiterentwickelt. Eine relativ hohe Mutationsrate sowie die Infektion und Vermehrung in inzwischen mehr als 590 Millionen Menschen hat dazu geführt, dass sich vor allem die Virusvarianten durchgesetzt haben, die stärker infektiös sind und leichter von Mensch zu Mensch übertragen werden. Parallel dazu mehren sich aber auch Varianten, die sich an unsere Immunabwehr angepasst haben: Sie sind so mutiert, dass die durch frühere Infektionen oder eine Impfung produzierten Antikörper nicht mehr an ihrem Spike-Protein andocken können. Deshalb sind Geimpfte und Genesene zwar weitgehend vor schweren Verläufen von Covid-19 geschützt, nicht aber vor einer erneuten Infektion. Auch die meisten therapeutischen Antikörper zur Behandlung von Covid-19 wirken gegen die aktuell zirkulierenden Omikron-Varianten nicht mehr.

Auf der Suche nach breiter wirksamen Antikörpern

Wissenschaftler sind deshalb immer auf der Suche nach neuen, breiter wirksamen Antikörpern gegen Sars-CoV-2. Ein Team um Sai Luo von der Harvard Medical School in Boston wurde nun fündig. Die Forschenden haben einen Antikörper identifiziert, der alle bisher gängigen Varianten von Sars-CoV-2 neutralisieren kann. Entwickelt haben sie ihn mithilfe von Mäusen, die durch eine Genmanipulation menschliche Immunzellen ausbildeten. Sie veränderten das Mäusegenom dabei so, dass die Tiere besonders viele verschiedene menschliche B-Zellen ausbilden – die Zellen, die die Antikörper produzieren. Anschließend injizierten Luo und sein Team den Mäusen zweimal im Abstand von vier Wochen das Spike-Protein des Wuhan-Stamms von Sars-CoV-2 oder Nanopartikel mit nur dessen Bindungsstelle.

Durch diesen Kontakt mit viralem Material produzierte das humanisierte Immunsystem der Mäuse neun verschiedene Stämme von Antikörpern gegen das Coronavirus. Um zu ermitteln, wie gut diese Abwehrproteine gegen die verschiedenen Virusvarianten wirken, führten die Wissenschaftler anschließend Neutralisationstests mit jeweils einem monoklonalen Antikörper jeder Linie durch. Dabei erwies sich einer dieser Antikörper, SP1-77, als besonders wirksam: „SP1-77 neutralisierte sehr potent alle bisher bekannten Sars-CoV-2-Varianten, darunter auch die kürzlich entstandenen Omikron-Subvarianten BA.1, BA.2, BA.3, BA.4/5 und BA.2.12.1“, berichten Luo und seine Kollegen. Analysen mithilfe der Cryo-Elektronenmikroskopie zeigten, dass SP1-77 nicht an der Rezeptor-Bindungsstelle des Coronavirus andockt, wie die meisten anderen Antikörper. Stattdessen bindet der Antikörper an der der ACE2-Bindungsstelle gegenüberliegenden Seite – einer Stelle am Spike-Protein, die kaum von den Mutationen des Coronavirus betroffen ist. Dies könnte die breite Wirkung des neuen Antiköpers gegen alle bekannten Coronavirus-Varianten erklären.

Membranfusion blockiert

Weitere Untersuchungen enthüllten auch, wie der neue Antikörper das Coronavirus an der Infektion hindert: SP1-77 lässt das Andocken des Virus an den ACE2-Rezeptor auf der Zelloberfläche zwar zu, dafür blockiert er aber die Fusion der äußeren Virusmembran mit der Membran der Zelle – einen für den Zelleintritt des Virus essenziellen Schritt. Das Coronavirus kann dadurch zwar an menschliche Zellen binden, gelangt aber nicht hinein. Der neue Antikörper SP1-77 setzt damit an einer Stelle an, die bisher von keinem therapeutischen oder durch Impfung erzeugten Antikörper genutzt wurde, wie die Wissenschaftler erklären. „Wenn sich diese breite und potente Wirkung gegen Sars-CoV-2-Varianten auch in vivo bestätigt, dann hat dieser Antikörper das Potenzial zur Therapie gegen aktuelle und neu auftretende Variants of Concern“, konstatieren sie. Der neue Antikörper könnte dann Covid-19-Patienten mit schweren Verläufen allein oder im Cocktail mit anderen monoklonalen Antikörpern verabreicht werden.

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Gleichzeitig liefert der neue Antikörper auch wertvolle Hinweise, wo künftige Impfstoffe ansetzen könnten: „Der nicht-traditionelle Neutralisations-Mechanismus von SP1-77 könnte die Entwicklung neuer Impf-Strategien anstoßen, die breiter gegen BA.5 und andere Virusvarianten schützen“, erklären Luo und seine Kollegen. Vorher muss der Antikörper allerdings noch in weiteren Tierversuchen auf seine Wirksamkeit getestet werden.

Quelle: Sai Luo (Harvard Medical School, Boston) et al., Science Immunology, doi: 10.1126/sciimmunol.add5446

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