COVID-19: Neuer Wirkstoff schleust RNA-ähnliche Bausteine in Erbgut des Virus

Corona-Mittel: Wirkmechanismus entschlüsselt

Im Frühjahr berichteten Forschende über ein neues Mittel, das innerhalb von 24 Stunden vollständig die Übertragung des Coronavirus SARS-CoV-2 verhindert. Nun haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Wirkmechanismus dieses Medikaments entschlüsselt.

Molnupiravir wurde zunächst für die Grippetherapie entwickelt, hat es aber in diesem Bereich noch nicht bis zur Zulassung gebracht. Schon seit einiger Zeit ist der antivirale Wirkstoff als mögliches Medikament gegen die durch das Coronavirus SARS-CoV-2 ausgelöste Erkrankung COVID-19 im Gespräch. Forschende haben nun den Wirkmechanismus des Mittels entschlüsselt.

Virus kann sich nicht mehr ausbreiten

Vor kurzem sicherten sich die USA 1,7 Millionen Dosen eines Wirkstoffs, der COVID-19-Patientinnen und -Patienten helfen könnte. Das Medikament Molnupiravir bremste in vorläufigen Studien das Coronavirus SARS-Cov-2 bei seiner Vermehrung aus.

Laut einer aktuellen Mitteilung haben Forschende am Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie und der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg jetzt den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus aufgeklärt.

Wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen konnten, schleust der Wirkstoff RNA-ähnliche Bausteine in das Erbgut des Virus ein. Wenn das Erbgut weiter vermehrt wird, entstehen fehlerhafte RNA-Kopien. Das Virus kann sich dann nicht mehr ausbreiten. Derzeit wird Molnupiravir in der Klinik erprobt.

Die Ergebnisse der Fachleute wurden in der Fachzeitschrift „Nature Structural and Molecular Biology“ veröffentlicht.

Antiviraler Wirkstoff

Seit Beginn der Corona-Pandemie werden weltweit zahlreiche wissenschaftliche Projekte vorangetrieben, die untersuchen, wie sich das neue Virus bekämpfen lässt. Forscherinnen und Forscher entwickeln auf Hochtouren diverse Impfstoffe und Medikamente – mit unterschiedlichem Erfolg.

Im vergangenen Jahr gewann der antivirale Wirkstoff Remdesivir an Aufmerksamkeit, als er als erstes COVID-19-Medikament zugelassen wurde. Studien, darunter Arbeiten von Patrick Cramer am MPI für biophysikalische Chemie und Claudia Höbartner von der JMU Würzburg, zeigten aber, warum das antivirale Mittel bei COVID-19 eher schwach wirkt.

Auch Molnupiravir ist ein antiviraler Wirkstoffkandidat, der ursprünglich als Grippemedikament entwickelt wurde. Basierend auf vorläufigen klinischen Studien verspricht die Substanz eine hohe Wirksamkeit gegen das Coronavirus SARS-CoV-2.

„Zu wissen, dass ein neues Medikament anschlägt, ist wichtig und gut. Allerdings ist es genauso wichtig zu verstehen, wie Molnupiravir auf molekularer Ebene wirkt, auch um Einsichten für die weitere Entwicklung antiviraler Substanzen zu erhalten“, sagt Max-Planck-Direktor Cramer. „Nach unseren Ergebnissen wirkt Molnupiravir in zwei Phasen.“

Erreger kann sich nicht mehr vermehren

Wie es in der Mitteilung heißt, wird Molnupiravir nach oraler Einnahme erst durch die Verstoffwechselung im Körper aktiviert. Körperzellen nehmen das Medikament auf und wandeln es dann in RNA-ähnliche Bausteine um.

In der ersten Phase schleust die virale Kopiermaschine, RNA-Polymerase genannt, die Bausteine in das Virus-RNA-Erbgut ein. Im Gegensatz zu Remdesivir, das die virale RNA-Polymerase ausbremst, beeinträchtigt Molnupiravir die Funktion der Kopiermaschine jedoch nicht direkt.

Stattdessen verbinden sich die RNA-ähnlichen Bausteine in der zweiten Phase mit den Bausteinen des viralen Erbguts.

„Wird dieses vervielfältigt, um neue Viren zu produzieren, enthält es zahlreiche Fehler, sogenannte Mutationen. Dadurch kann sich der Erreger nicht mehr vermehren“, erklärt Florian Kabinger, Doktorand in Cramers Abteilung.

Gemeinsam mit den anderen Erstautorinnen Carina Stiller und Jana Schmitzová, führte er die entscheidenden Experimente für die Studie durch.

Zwei-Phasen-Wirkmechanismus

Laut den Fachleuten scheint der Zwei-Phasen-Wirkmechanismus von Molnupiravir auch bei anderen RNA-Viren Mutationen auszulösen und diese somit an einer weiteren Ausbreitung zu hindern.

„Mit dem Wirkstoff ließe sich möglicherweise ein ganzes Spektrum von viralen Erkrankungen behandeln“, so Höbartner, Professorin für Chemie an der Universität Würzburg. „Molnupiravir hat viel Potenzial.“

Zurzeit befindet sich das vielversprechende Mittel in der letzten Entwicklungsphase (Phase III), in der er an einer großen Zahl von Patientinnen und Patienten erprobt wird.

Ob Molnupiravir wirklich sicher ist und als Medikament zugelassen werden kann, wird voraussichtlich erst in der zweiten Jahreshälfte bekannt. (ad)