Wie kann man das SARS-CoV-2-Virus daran hindern, in Zellen einzudringen? Wissenschafter der Gruppe von Josef Penninger am Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA) haben hier einen neuen Ansatz gefunden.
Bekannt ist, dass das Oberflächenprotein des Virus, das Spike-Protein, wie ein Schlüssel in eine Art Schloss (das Enzym ACE2) an der Oberfläche menschlicher Zellen passt und so in das Innere einer Zelle eindringen und sich dort vermehren kann. „Das Virus ist von einer Zuckerhülle umgeben, die wie eine Tarnung wirkt und es dem Immunsystem erschwert, den Erreger darunter zu erkennen. Viren können sich mit diesen Zuckerhüllen ein wenig vor dem Immunsystem verstecken“, sagt David Hoffmann, mit Stefan Mereiter Hauptautor der im renommierten EMBO Journal veröffentlichten Studienergebnisse.
Josef Penninger ist an den neuen Studienergebnissen beteiligt.
Diese Zuckerhüllen werden bei der Virusvermehrung in den Zellen gebildet. Auf dem Spike-Protein gibt es 22 Stellen, an denen sich solche Zuckerketten anhängen können. „Diese Zuckerketten schauen für das Immunsystem wie körpereigene Strukturen aus, auch wenn sie in Zellen einer anderen Person gebildet wurden.“
Weiters scheinen diese 22 Zucker-Bindungsstellen für das Virus sehr wichtig zu sein, betont Hoffmann: „An diesen Strukturen gibt es keine Mutationen. Wahrscheinlich deshalb, weil sich sonst das Virus nicht so effektiv vermehren könnte.“
Gemeinsam mit Partnern des Instituts für Biophysik der Uni Linz und des Instituts für Biochemie der Uni für Bodenkultur Wien ist den IMBA-Forschern eine wesentliche Erkenntnis gelungen: Sie haben 140 zuckerbindende Eiweiße (Lektine) getestet – „das war ein entscheidender Schritt“. Dabei fanden sie zwei, die sehr stark an die Zuckerketten am Spike-Protein binden – eines davon an einen Zucker ganz in der Nähe jener Stelle des Spike-Proteins, mit der dieses an Zellen andockt: „Bindet das Eiweiß Clec4g an diese Zuckerstruktur, wird sehr wahrscheinlich der Viruseintritt in die Zelle erschwert – das könnte die Achillesferse des Virus sein.“
Denkbar wäre, auf Grundlage dieser Erkenntnisse eine neue Therapie zu entwickeln, die den Zugang des Virus zur Zelle über eine Bindung dieses Lektins an die Zuckerstrukturen blockiert: „Man stört dadurch einfach die Interaktion zwischen Virus und Zelle und senkt damit die Infektiosität des Virus.“ Dieser Ansatz ist vergleichbar mit Penningers in Entwicklung befindlichem Medikament APN01: Auch dieses soll das Virus am Eintritt in die Zellen hindern.
Kommentare