Infektionskrankheiten: RNA-basierte Wirkstoffe gegen Viruserkrankungen

Schnelle Therapieansätze gegen durch Viren verursachte Krankheiten

Wenn von Viren die Rede ist, denken die meisten Menschen derzeit an das Coronavirus SARS-CoV-2. Doch auch zahlreiche andere Erreger können den Menschen gefährlich werden. Wichtig sind daher schnelle Therapieansätze gegen Viruserkrankungen.

Epidemien von neuen Viruserkrankungen treten in der Regel unerwartet auf und erfordern ein rasches Eingreifen, um deren Ausbreitung zu verhindern. Die Corona-Pandemie und diverse Epidemien in den vergangenen Jahren haben deutlich gemacht, wie entscheidend es ist, möglichst zügig Diagnostika, Impfstoffe und antivirale Medikamente zu entwickeln.

Für viele Viruserkrankungen gibt es noch keine Medikamente

Viren sind ein großes Problem für die Gesundheit der Menschen weltweit – und das nicht erst seit Ausbruch der SARS-CoV-2-Pandemie. Trotz erfolgreicher Impfstoffentwicklung gibt es für die meisten Viruserkrankungen noch immer keine wirksamen Medikamente. Das soll sich möglichst rasch ändern.

Laut einer aktuellen Mitteilung will ein Forschungsteam um Professor Dr. Dr. Axel Schambach, Leiter des Instituts für Experimentelle Hämatologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM mit dem Projekt „iGUARD (integrated Guided Ultrafast Antiviral RNAi Drug development)“ RNA-basierte Wirkstoffe zur Bekämpfung von Viruserkrankungen entwickeln, die sich besonders schnell an unterschiedliche Viren anpassen können und so den Schutz gegen neu aufkommende Infektionskrankheiten ermöglichen.

Die Forschenden nehmen dabei das Parainfluenza-Virus in den Fokus, das vor allem bei Kindern und Menschen mit geschwächtem Immunsystem die unteren Atemwege befällt und grippeähnliche Symptome auslöst. Ziel ist es, zu verhindern, dass sich das Virus im Körper vermehren und ausbreiten kann. Dies wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Hilfe der sogenannten RNA-Interferenz (RNAi) erreichen.

Wie in der Mitteilung erklärt wird, nutzt die RNAi einen natürlichen Mechanismus in der Zelle, um gezielt einzelne Bauanleitungen für Proteine – die sogenannten Boten- oder messenger-RNAs (mRNAs) – abzuschalten. Mit dem RNAi-System lassen sich aber auch fremde mRNAs blockieren. Im Fall einer Infektion mit Viren bildet der Körper kurze RNA-Schnipsel, die wie ein Legostein an die passende Stelle der mRNA binden und sie so unlesbar machen und deren Abbau einleiten. Die Folge ist, dass der darin verpackte genetische Bauplan nicht umgesetzt wird und die Virusvermehrung ist blockiert.

„Wir wollen diesen Mechanismus nutzen, um passende RNAi-Bausteine zu entwickeln, die gezielt Abschnitte im Parainfluenza-Virusgenom lahmlegen“, sagt Philippe Vollmer Barbosa, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Experimentelle Hämatologie sowie in der Abteilung Präklinische Pharmakologie und Toxikologie am Fraunhofer ITEM.

Technologie setzt an der Achillesferse der Viren an

„Die RNAi-Technologie setzt mit molekularen Methoden sozusagen an der Achillesferse der Viren an“, so Professor Schambach. Um geeignete RNAi-Kandidaten herauszufinden, setzen die Forscherinnen und Forscher künstliche Intelligenz ein. Das sogenannte In-Silicio-Design soll aus Gen-Datenbanken geeignete Zielstrukturen im Erreger aufspüren und passende Ziele für RNAi auswählen.

„Dabei suchen wir vor allem nach sogenannten konservierten Regionen, die für das Virus unverzichtbar sind und sich daher voraussichtlich nicht ändern, so dass sich auch keine Resistenzen entwickeln können“, erklärt der Forscher. Normalerweise dauert eine solche Suche mehrere Monate, mitunter sogar Jahre. Mit Hilfe einer selbst konstruierten Entwicklungspipeline soll sich der gesamte Prozess nun jedoch auf acht Wochen verkürzen.

Therapeutikum soll inhaliert werden

Den Angaben zufolge soll das RNA-Therapeutikum nicht mit einer Spritze oder als Tablette verabreicht werden, sondern inhaliert werden und so direkt und möglichst ohne Nebenwirkungen in die unteren Atemwege gebracht werden. Laut den Fachleuten sorgt ein ungefährlicher Virusvektor als Gentaxi dafür, dass die therapeutische RNA direkt in die vom Virus befallene Zielzelle in der Lunge gelangt. Die Wirksamkeit des Medikaments wird an menschlichen Lungengewebeschnitten sowie in 3-D-Zellkulturen aus menschlichem Lungenepithel überprüft.

„Wenn das alles funktioniert, können wir mit unserer iGUARD-Plattform auch entsprechende Therapeutika für andere Virustypen konstruieren und die Wirkstoffe außerdem schnell an neu aufkommende Viruserkrankungen anpassen“, erläutert Professor Schambach. Auch Medikamente für Lungenerkrankungen wie beispielsweise Fibrose, Asthma oder Lungenkrebs ließen sich so entwickeln. (ad)