23.06.2020 - Consejo Superior De Investigaciones Científias (CSIC)

Forscher wollen eine Art 'Coronavirus-Parasit' zu seiner Bekämpfung einsetzen

Projekt untersucht spezifische Formen von Coronavirus-Parasiten, um die Replikationsfähigkeit von SARS-CoV-2 zu beeinträchtigen und seine Eliminierung zu fördern

Ein Forscherteam des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) leitet ein Projekt zur Entwicklung antiviraler Medikamente, um die Vermehrung des Coronavirus SARS-CoV-2, der Ursache der Covid-19-Pandemie, zu verhindern. Die Studie konzentriert sich auf die so genannten DIPs (Defective Interfering Particles), eine häufige Art von molekularen Parasiten, die spezifisch für RNA-Viren sind, die keine eigene Infektionskapazität besitzen, sondern ihre Replikationsmaschinerie ausnutzen, um sich zu vermehren und so die Infektion zu stören.

Das Projekt, an dem Forscher des Instituts für Systemintegrative Biologie des CSIC (I²SysBio, ein Joint Venture zwischen dem CSIC und der Universität Valencia) beteiligt sind, ist Teil der Global Health Platform, in der mehr als 200 Forschungsgruppen zusammenarbeiten, um die Herausforderungen der Coronavirus-Epidemie zu bewältigen.

Parasiten sollen das Coronavirus zerstören

"Eine inhärente Eigenschaft aller replikativen Systeme ist das Auftreten von Parasiten", erklärt der CSIC-Virologe Santiago Elena von I2SysBio, der das Projekt leitet. "Das offensichtlichste Beispiel sind Viren, die in der Lage sind, alles von Bakterien bis hin zu komplexeren Pflanzen und Tieren zu infizieren. Die Viren selbst sind jedoch als sich replizierende Organismen auch anderen Opportunisten ausgesetzt, die sie ausnutzen und ihre Vermehrung und Anhäufung stören", fügt er hinzu.

Die häufigsten Formen der Virusparasiten sind Interferierende Defekte Partikel oder DIPs, die in der Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckt wurden und mit einer Influenzavirusinfektion in Verbindung gebracht werden. Seither sind sie bei vielen Viren beschrieben und charakterisiert worden, insbesondere bei solchen mit RNA: "Praktisch alle von ihnen produzieren während der Replikation defekte Genome, und ein großer Prozentsatz davon sind DIPs", erklärt Elena.

Ein DIP ist eine kleine Sequenz von RNA, die aus dem eigenen Genom des Virus stammt und keine genetische Information enthält, sondern nur die Strukturelemente, die notwendig sind, um von der Maschinerie des Virus repliziert und dann in den Proteinkapseln oder Beschichtungen, die es umgeben, verpackt zu werden. "Da sie klein sind, vermehren und akkumulieren sie sich viel schneller als das Virus selbst und verbrauchen dabei alle Ressourcen, die es zur Replikation benötigt. In jeder infizierten Zelle werden immer mehr DIPs produziert und immer weniger Virus, bis es einen Zeitpunkt gibt, an dem eine so geringe Menge des Virus vorhanden ist, dass es sich nicht mehr vermehren kann, weil die DIPs alles verbraucht haben und es ausgelöscht wird", sagt Elena.

Das Projekt wird das Vorhandensein von DIPs während der Infektion mit SARS-CoV-2 und in anderen Coronaviren untersuchen, wie z.B. in einigen eng verwandten Betacoronaviren, die beim Menschen keine schwere Krankheit oder Pathologie verursachen, wie z.B. das gewöhnliche Obstipationsvirus. Die Forscher werden dann die Fähigkeit der Partikel testen, SARS-CoV-2 in infizierten Zellen zu beeinflussen und zu eliminieren. Wenn die Strategie funktioniert, würde der nächste Schritt darin bestehen, sie an Mäusen zu testen.

Ein 'Medikament' ohne Nebenwirkungen

Zu den Vorteilen von DIPs gegenüber anderen klassischen Virostatika gehört, dass sie keine Nebenwirkungen haben, weil sie sich nur in infizierten Zellen vermehren und hochspezifisch für das Virus sind, das sie erzeugt. Da sie mit ihr übertragen werden, könnte man sie sogar als mögliche "Mensch-zu-Mensch"-Drogen betrachten. "Wenn DIP in der Virushülle eingekapselt ist, ist es vom Gesamtvirus nicht zu unterscheiden, so dass es genau wie das Virus zwischen Zellen und zwischen Patienten übertragen werden kann. Der Unterschied besteht darin, dass ein gesunder Mensch, der nur DIP erhält, nicht in der Lage ist, sich zu reproduzieren und keine Symptome entwickelt. Wenn er eine Mischung aus DIPs und vollständigem Virus erhält, wird sich das Virus replizieren und sich auch zu den DIPs vermehren, so dass der Zyklus des Wettbewerbs zwischen beiden wieder beginnt und schließlich zur Ausrottung des Virus führt", sagt der CSIC-Wissenschaftler.

Der Forscher erklärt, dass auf dieser Technik basierende Antivirenmittel zur Bekämpfung des menschlichen Grippevirus bereits mit "sehr vielversprechenden Ergebnissen in Tiermodellen" getestet werden. Die Erwartungen konzentrieren sich nun darauf, dies bei weniger gefährlichen Coronaviren als SARS-CoV-2 und schließlich bei letzteren zu erreichen. "Die Generierung von DIPs und die Prüfung ihrer potenziellen antiviralen Wirkung ist relativ einfach und schnell, etwa sechs Monate. Dann kommen all die Mausversuche, die bis zu einem Jahr dauern können. Danach würden, wenn die Ergebnisse vorliegen, klinische Studien mit Patienten durchgeführt werden", schließt er.

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