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Alter Sars-Wirkstoff wird jetzt gegen Covid-19 getestet: Die Stacheln des Virus entschärfen

Tagesspiegel-Logo Tagesspiegel 04.04.2020 Sascha Karberg

Coronaviren brauchen ein ein bestimmtes Molekül, um menschliche Zellen zu kapern. Eine Wiener Biotech-Firma kann es blockieren. Das soll Patienten helfen.

Dornencorona: Die „S“-Proteine – die Stacheln, die aus der Fetthülle des Virus herausragen – dienen dem Erreger als Anker, um an spezielle Moleküle auf der Oberfläche der menschlichen Zellen anzudocken. Das zu verhindern versucht ein neues Medikament. © Foto: imago/Science Photo Library Dornencorona: Die „S“-Proteine – die Stacheln, die aus der Fetthülle des Virus herausragen – dienen dem Erreger als Anker, um an spezielle Moleküle auf der Oberfläche der menschlichen Zellen anzudocken. Das zu verhindern versucht ein neues Medikament.

Es ist nur ein winziges, unscheinbares Molekül – und doch ist es die Ursache für die größte globale Krise seit langem. Forscher nennen es „ACE-2“, ein Protein, das in der Membran vieler menschlicher Zellen sitzt, die die Atemwege und das Lungengewebe auskleiden. Es ist dieses ACE-2, das eine Infektion mit Sars-CoV-2, den neuartigen Coronaviren, überhaupt erst möglich macht. Es ist das Einfallstor der Viren ins Zellinnere, wo sie sich vermehren. Mit ACE-2 hängt es auch zusammen, dass manche Patienten besonders schwer erkranken oder gar an akutem Lungen- und multiplem Organversagen sterben.

Doch so paradox es klingen mag – gleichzeitig könnte ACE-2 die Rettung, die Heilung, für eben diese Patienten sein. Das hoffen zumindest die Forscher einer Wiener Biotech-Firma, die jetzt eine Studie in Deutschland, Dänemark und Österreich startet. Dabei sollen Covid-19-Patienten große Mengen künstliches ACE-2 gespritzt werden.

Eine alte Idee, die jetzt Menschenleben retten könnte

Die Geschichte beginnt 2002, als in China das erste neuartige Coronavirus vermutlich von Schleichkatzen auf Menschen überspringt, etwa 80.000 infiziert, krank macht und fast 800 tötet: Sars-CoV-1. Auch wenn es sich in einigen Eigenschaften vom heutigen Virus unterschied – etwa indem Infizierte sehr schnell und nicht erst nach etwa zwei, drei Tagen Symptome entwickelten –, nutzte es ebenfalls ACE-2 als Einfallstor in die Zellen.

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Der Wiener Forscher Josef Penninger forscht damals an Sars-CoV-1, das wie alle Coronaviren eine Hülle hat, die übersät ist mit „Stachel“-Proteinen, die auf elektronenmikroskopischen Bildern wie eine Krone oder eine Korona bei Sonnenfinsternis aussieht. Als der Molekularbiologe, damals Leiter des Instituts für Molekulare Biotechnologie in Wien, diese „Stachel“ genauer untersucht, stellt er fest, das sie wie ein Schlüssel in das „Schloss“ des ACE-2-Moleküls in der Membran von Lungenzellen passt und die Zelle für das Virus dadurch gewissermaßen aufsperrt.

Das brachte ihn auf eine Idee: Wenn man dem Coronavirus-infizierten Patienten nun Massen von künstlichem ACE-2 verabreichen würde, dann müssten sie die Virus-Stacheln entschärfen wie Marshmallows die Dornen eines Kaktus. Es würden kaum noch Viren übrig bleiben, die neue Zellen infizieren könnten.

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Und der ACE-2-Überschuss würde noch einen zweiten Effekt haben. Denn bei der Infektion der Zellen nehmen die Coronaviren die ACE-2-Proteine gewissermaßen mit in die Zelle. Dadurch verschwinden sie von der Zelloberfläche und können ihre eigentliche Funktion nicht mehr ausüben: einen für Lungenzellen sehr schädlichen Stoff (Angiotensin-II) zu binden und zu spalten. Penningers Forschungen zufolge ist dieses Gift der Grund für die schweren, lebensgefährlichen Verläufe der Lungenentzündungen von Covid-19-Patienten (siehe auch Fachblatt "NEJM"). Mit einem Überschuss an ACE-2 würde man sowohl die Viren abfangen als auch dafür sorgen, dass das Angiotensin-Gift entschärft wird.

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Sars-CoV-2 ähnelt Sars-CoV-1 sehr

Also gründet Penninger 2005 eine Firma, Apeiron, die „APN01“ entwickelte, das ACE-2-Imitat. Doch die Sars-Epidemie ist da schon zwei Jahre vorbei, und nach anfänglicher Zusammenarbeit und Unterstützung zieht sich die britische Pharmafirma Glaxo-Smith-Kline aus der Kooperation mit Apeiron wieder zurück, das Geld fließt in andere Projekte. Zwar können Apeirons Forscher noch in fünf Studien an insgesamt 89 Patienten belegen, dass APN01 verträglich ist und keine schweren Nebenwirkungen auslöst. Doch die letzte Studie mit APN01 findet im Jahr 2009 statt. Für einen Wirksamkeitsnachweis oder gar eine Zulassung reicht es nicht. Man verlegt sich auf Krebsmedikamente. Doch als im Januar 2020, klar wird, dass in China wieder ein Coronavirus umgeht, sehen Apeirons Forscher die Chance, das alte Konzept wiederzubeleben.

Hintergrund-Informationen zum Coronavirus:

„Anfang Februar haben wir gesehen, dass Sars-CoV-2 dem Sars-Virus von 2002 sehr ähnlich ist”, sagt Peter Llewellyn-Davies aus der Unternehmensleitung. Vor allem die Struktur des Spike-Proteins, also der Stachel des Virus, sei mit 76 Prozent Übereinstimmung an den entscheidenden Stellen praktisch identisch. Studien zufolge bindet der Stachel von Sars-CoV-2 sogar besser an ACE-2 als das alte Sars-Virus.

„Zu dieser Zeit war das Virus aber nur in China verbreitet, daher wollten wir dort rasch eine Studie auflegen und APN01 dort in einer Studie mit insgesamt 24 Patienten testen.“ Doch die Gespräche mit den chinesischen Behörden verzögern sich, derweil nimmt die Epidemie ihren Lauf, springt auf andere Länder über, wird zur Pandemie. „Daraufhin haben wir uns entschieden, lieber gleich eine größere Studie in Europa durchzuführen.“

Infizieren Coronaviren auch den Darm?

An insgesamt zehn Kliniken in Deutschland, Österreich und Dänemark sollen 200 Covid-19-Patienten rekrutiert werden, von denen die eine Hälfte das Medikament, die andere Placebo bekommen wird, um testen zu können, ob es wirkt. „Viele Zentren kommen dafür in Frage, auch Kliniken in Italien“, sagt Llewellyn-Davies. „Aber dort sind auch die Prüfärzte so beschäftigt, dass sie keine klinische Studie zusätzlich betreuen können.“

Das ACE-2-Imitat wird den Patienten gespritzt und gelangt damit nicht nur ins Lungengewebe, sondern auch in andere Organe, etwa den Darm. Auch dort tragen die Zellen, um Nährstoffe aufzunehmen, ACE-2-Rezeptoren. Auch dort können die Viren also einfallen. Eine Erklärung für die bei einigen Covid-19-Patienten beschriebenen Durchfall-Symptome? „Die Infektion könnte hier ihren Anfang genommen haben, weil Nahrung vom Wuhan-Markt gegessen wurde, wahrscheinlich dem Ursprungsort des Ausbruchs“, schreibt das Forschungsteam um Penninger, der inzwischen an der Universität Toronto forscht, Anfang März im Fachblatt „Intensive Care Medicine“.

Ergebnisse der Studie erwartet Apeiron „im vierten Quartal“ 2020. Wie schnell dann – einen überzeugenden Wirksamkeitsnachweis vorausgesetzt – eine Zulassung erfolgen kann, vermag Llewellyn-Davies nicht vorherzusagen. Denn derzeit scheint sich die übliche Arbeitsgeschwindigkeit der regulatorischen Behörden drastisch zu beschleunigen. „Ich bin schon lange in dieser Branche tätig, aber ich habe noch nie erlebt, dass eine Studie innerhalb von 14 Tagen von den Behörden in Österreich, Deutschland und Dänemark genehmigt wurde.“ Das sei „unglaublich“.

"Covid-19 wird noch lange ein Thema bleiben"

Bei der Herstellung des Wirkstoffs können die Behörden nicht helfen, das versucht Apeiron in Kooperation mit großen Pharmafirmen zu organisieren. Ob der Wirkstoff – vorausgesetzt er wirkt wie gehofft – allerdings noch rechtzeitig kommen wird, um Patienten in dieser Pandemie zu helfen, ist offen. „Wir wissen nicht, wie lange diese Pandemie noch dauern wird“, sagt Llewellyn-Davies. „Man versucht jetzt, die Verbreitung einzuschränken, aber ich gehe trotzdem davon aus, dass die Covid-19-Krankheit noch lange ein Thema bleiben wird.“

Den noch nicht zugelassenen Wirkstoff einzelnen Patienten, denen anders nicht mehr geholfen werden kann, schon jetzt in Form von „compassionate use“ zur Verfügung zu stellen, damit müsse Apeiron „sehr vorsichtig“ umgehen, sagt Llewellyn-Davies. „Wir wollen einerseits natürlich sehr gern Patienten helfen und sie gesund machen.“ Wenn sich die behandelnden Ärzte an die Firma wenden, werde man diese Option prüfen. Aber andererseits binde das in der kleinen Firma von 30 Mitarbeitern auch Kapazitäten und Wirkstoffmaterial. „Und wir wollen doch die Studie schnell abschließen, damit wir rasch eine Zulassung bekommen und damit das Medikament sehr vielen Menschen zugänglich machen können.“

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