COVID-19: Mit neuer Strategie Häufigkeit schwerer Krankheitsverläufe deutlich verringern

Forschung: Schutz vor tödlichen SARS-CoV-2-Infektionen verbessert

Die Neuinfektionen mit SARS-CoV-2 bewegen sich nach wie vor auf einem sehr hohen Niveau. Auch wenn die meisten Infizierten nur leichte oder gar keine Symptome entwickeln, erkranken manche Menschen noch immer schwer an COVID-19. Forschende berichten nun über eine neue Strategie, mit der die Häufigkeit schwerer Krankheitsverläufe deutlich verringert werden kann.

Nur ein Teil der Menschen, die sich mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 anstecken, erkrankt schwer. Eine neue Strategie könnte dazu beitragen, dass es bei noch weniger Infizierten zu schweren COVID-19-Verläufen kommt. Denn Forschende berichten nun über einen besseren Schutz vor tödlichen Corona-Infektionen.

• SARS-CoV-2-Viren können sich soweit tarnen, dass sie nicht von dem Immunsystem erkannt werden.
• Forschende haben nun in einer Studie gezeigt, dass sich der antivirale Immunrezeptor RIG-I aber stimulieren lässt, wodurch der Schutz vor tödlichen SARS-CoV-2-Infektionen verbessert wird.
• Auch die Häufigkeit schwerer COVID-19-Krankheitsverläufe wird deutlich verringert.

Antivirale Medikamente dringend erforderlich

Wie es in einer aktuellen Mitteilung der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn heißt, hat die Corona-Pandemie einen dringenden Bedarf an antiviralen Medikamenten und Impfstoffen offenbart.

Während Impfstoffe nach einem bemerkenswert kurzen Zeitraum vorlagen, ist die Entwicklung direkter antiviraler Behandlungsmöglichkeiten jedoch vergleichsweise langsam vorangekommen. Angesichts des Risikos künftiger Pandemien besteht aber weiterhin großer Bedarf an Medikamenten und Behandlungsmethoden, die direkt gegen eine Virusinfektion wirken.

Zudem sind neu auftretende SARS-CoV-2-Varianten besorgniserregend, die sich vor dem Immunsystem tarnen. Weil sie auch in einer durch Impfung immunisierten Bevölkerung hohe Infektionszahlen verursachen können, sind antivirale Medikamente zur Behandlung von COVID-19 dringend erforderlich.

Virus kann Immunsystem umgehen

Das Coronavirus SARS-CoV-2 gehört zur Gattung der Betacoronaviren. Wie andere Vertreter dieser Gattung ist auch dieser Erreger mit mehreren molekularen Werkzeugen ausgestattet, die ihm ermöglichen, die Erkennung durch das Immunsystem zu umgehen.

SARS-CoV-2 trägt die Information zur Herstellung einer Reihe von Proteinen mit sich, die in der Lage sind, antivirale Erkennungssysteme der infizierten Zelle zu hemmen.

Eigentlich kann das Immunsystem zwar virales Erbgut (hier: Ribonukleinsäuren/RNA) identifizieren und Alarm schlagen, doch Proteine des Coronavirus können die viralen Ribonukleinsäuren so verändern, dass sie von körpereigener RNA nicht mehr zu unterscheiden sind.

Auf diese Weise werden virale RNAs zum Beispiel durch das Anknüpfen eines Methylrestes getarnt. So entgeht die virale RNA der frühzeitigen Erkennung durch den zentralen antiviralen Immunrezeptor RIG-I.

Dieser Rezeptor löst eine sogenannte angeborene Immunantwort aus, bei der antiviral wirkende Proteine, Zell-Signale und Botenstoffe – wie unter anderem Typ-I-Interferon (IFN) – produziert werden.

Aktivierung der angeborenen antiviralen Reaktion

„Eine robuste, frühe Typ-I-IFN-Produktion ist der Schlüssel zur Beseitigung einer SARS-CoV-2-Infektion. Bleibt sie aus, schreitet die Erkrankung fort und kann einen schweren Verlauf nehmen“, erläutert Prof. Dr. Eva Bartok vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie des Universitätsklinikums Bonn (UKB).

Die Doktorandin Samira Marx und Erstautorin der in der Fachzeitschrift „Molecular Therapy – Nucleic Acids“ veröffentlichten Studie fügt hinzu: „Die Aktivierung der angeborenen antiviralen Reaktion, einschließlich der Freisetzung von Typ-I- und Typ-III-IFN, ist außerdem äußerst wichtig für die Entwicklung einer angemessenen antiviralen adaptiven Immunantwort.“

Den Angaben zufolge erfolgt diese an die Bedrohung angepasste Antwort des Immunsystems erst nach wenigen Tagen nach der Infektion und umfasst die Aktivierung weiterer Immunzellen und schließlich die Bildung von Antikörpern.

Anteil der tödlichen Infektionen drastisch reduziert

Der Immunrezeptor RIG-I wurde schon zuvor als geeignetes Ziel für die prophylaktische Auslösung antiviraler Wirkungen erkannt. So konnte laut den Fachleuten in Mausmodellen gezeigt werden, dass eine prophylaktische Stimulation von RIG-I Mäusen vor einer tödlichen Influenzavirusinfektion schützen kann.

„Solche RIG-I stimulierenden RNAs, die virale RNA nachahmen, können chemisch synthetisiert und als Therapeutika eingesetzt werden, um die angeborene Immunantwort gegen zahlreiche Krankheiten einschließlich Krebs und Virusinfektionen zu aktivieren“, so Prof. Dr. Martin Schlee vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie.

In der vorliegenden Studie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wirkung von synthetischer 5’triphopsphorylierter dsRNA (3pRNA) auf den Verlauf der Infektion mit SARS-CoV-2 in einem Mausmodell untersucht.

Weil Mäuse im Allgemeinen nicht für SARS-CoV-2 empfänglich sind, mussten genetisch angepasste Mäuse verwendet werden, die das Coronavirus bindende Protein ACE2 bilden. „Das von uns verwendete Mausmodell bildet wichtige Aspekte der menschlichen COVID-19-Krankheit nach“, erläutert Prof. Dr. Hiroki Kato vom Institut für Kardiovaskuläre Immunologie des UKB.

Anhand dieses Modells konnten die Forscherinnen und Forscher zeigen, dass eine systemische Anwendung von 3pRNA ein bis sieben Tage vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 den Anteil der tödlichen Infektionen drastisch reduzierte. Eine ähnliche Beobachtung wurde auch bei der therapeutischen Anwendung von 3pRNA einen Tag nach der Infektion gemacht.

„Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass die gezielte Beeinflussung von RIG-I, sowohl prophylaktisch als auch therapeutisch, ein vielversprechender Ansatz zur Behandlung von COVID-19 ist“, fasst Studienleiter Prof. Dr. Gunther Hartmann zusammen.

„Vor einer Anwendung an Menschen müssen jedoch noch weitere Studien erfolgen“, so der Wissenschaftler vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie und Sprecher des Exzellenzclusters ImmunoSensation2 der Universität Bonn. (ad)