Löslicher Rezeptor soll Virus binden

Humanes rekombinantes ACE2 gegen Covid-19

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Berlin -

Neben einem Wirksamkeitsnachweis für bereits zugelassene Arzneimittel wie Resochin oder Kaletra arbeitet die Forschung auch an neuen Therapieoptionen gegen Covid-19. Am Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA) untersucht man die Wirksamkeit von humanem rekombinanten ACE2 (hrACE2). Erste In-vitro-Ergebnisse seien vielversprechend.

Dr. Josef Penninger untersucht aktuell mit einem internationalen Team die mögliche Wirksamkeit des Enzyms ACE2 (Angiotensin Converting Enzym 2) bei Covid-19. Ein erster Therapieansatz wurde an Covid-19-infizierten Organoiden vorgenommen. Die ersten Ergebnisse der Studie werden von den Wissenschaftlern positiv bewertet. Die Wirksamkeit von humanem rekombinanten ACE2 (hrACE2) ließ sich an Zellkulturen und menschlichen Organoiden nachweisen.

Organoide

Als Organoide bezeichnet man winzige, organähnliche Strukturen, die aus menschlichen Stammzellen kultiviert werden. Mit Hilfe dieser Strukturen können Krankheiten modelliert werden – Infektionskrankheiten können studiert werden. Oragnoide eignen sich auch, um Medikamente im menschlichen Zellverband zu testen.

Am IMBA wird auch an Gehirn-Organoiden geforscht, somit können Wissenschaftler nachvollziehen, wie bestimmte Viren Fehlbildungen im Gehirn auslösen. In der aktuellen Studie werden Blutgefäß-Organoide sowie Nieren-Organoide verwendet. Das Team fand heraus, dass das Virus die Organoide direkt infizieren kann und sich somit in diesen Geweben repliziert. Hierdurch konnten wichtige Informationen über die Entwicklung der Krankheit erlangt werden. In der Klinik zeigt sich, dass schwere Fälle der Corona-Infektion mit Multiorganversagen und Anzeichen von Herz-Kreislauf-Schäden einhergehen – dies konnten die Forscher nun in vitro nachvollziehen.

hrACE2 als mögliche Therapie

Die Infektion in den künstlich hergestellten menschlichen Geweben konnte durch die Gabe des Wirkstoffes hrACE2 reduziert werden. In anderen Zellkulturen konnte die Viruslast um den Faktor 1000 bis 5000 gemindert werden. Der Wirkstoff könnte laut den Wissenschaftlern mitunter eine doppelte Wirkung haben: In löslicher Form wirkt ACE2 wie ein Schwamm und kann Viren einfach binden – ein weiterer Zellbefall ist nicht mehr möglich. Die zweite Wirkung könne laut den Wissenschaftlern in einem aktiven Schutz bei Lungenversagen liegen. „Unsere früheren Arbeiten am IMBA haben dazu beigetragen, ACE2 schnell als Eintrittspforte für Sars-CoV-2 identifizieren zu können, was viel über die Krankheit erklärt“, so Penninger.

Peter Llewellyn-Davies, CEO von Apeiron Biologics, ergänzt: „Jetzt wissen wir, dass eine lösliche Form von hrACE2 das Virus aus menschlichen Organoiden absaugt. Ein Organoid ist zwar kein Patient, allerdings erlaubt es uns, gezielt und unter kontrollierten Bedingungen zu studieren, wie das Virus menschliches Gewebe befällt und wie man es dabei stoppen kann. Jetzt gilt es, diese Ergebnisse mit Ergebnissen aus den klinischen Studien zu untermauern.“

ACE2 als Eintrittspforte

Penninger forschte bereits nach der Sars-Pandemie 2002/2003 mit seinem Team an Coronaviren. 2005 publizierte er Erkenntnisse darüber, dass Sars-CoV-1 das Protein ACE2 als Eintrittspforte in die Zelle nutzt. Das Grundlagenwissen von damals erleichterte die Forschungsansätze beim aktuellen Virus. Das Team konnte zeigen, dass auch Sars-CoV-2 über ACE2 in die Zellen der Lunge gelangt. Als transmembranärer Rezeptor ermöglicht ACE2 den Sars-Viren das Eindringen unter anderem in die Epithelzellen der Atemwege und die Parenchymzellen der Lunge.

ACE2 fungiert als Blutdruckregulator. Die Spikes von Sars-CoV-2 binden noch spezifischer an ACE2 an der Zelloberfläche als die Spikes des damaligen Sars-Virus. Diese Andockstellen befinden sich nicht nur in der Lunge – auch am Herzen, in den Blutgefäßen, im Darm und den Nieren lassen sich diese Strukturen finden. Diese Erkenntnis könnte, laut den Forschern, die Symptomatik bei schweren Covid-19-Verläufen erklären.

Klinische Phase II-Studie gestartet

Aktuell trägt hrACE2 den Wirkstoffnamen APN01. Das Unternehmen Apeiron Biologicshat mit der klinische Phase-II-Studie für die Behandlung von Covid-19 begonnen. Das Unternehmen erhielt hierfürdie behördlichen Genehmigungen zur Behandlung von 200 Patienten in Österreich, Deutschland und Dänemark. Die Studie wird von der österreichischen Regierung finanziell unterstützt.

Große Hoffnungen

„Aufgrund seines einzigartigen doppelten Wirkungsmechanismus könnte APN01 das erste Medikament zur Behandlung von Covid-19 werden, das spezifisch gegen den neuen Coronavirus Sars-CoV-2 gerichtet ist“, so Llewellyn-Davies. „Die Behandlung der ersten Patienten in unserer Phase-II-Studie soll schnell beginnen, um zügig sichere und wirksame Behandlungsoptionen für schwer kranke Covid-19-Patienten zur schaffen, die dringend Hilfe benötigen. Wir sind sehr dankbar für die enorme Unterstützung durch die Zulassungsbehörden in Österreich, Deutschland und Dänemark, die eine so schnelle Zulassung dieser Studie möglich machten, sowie für den nachdrücklichen Einsatz der österreichischen Bundesregierung, die unsere Studie auch finanziell unterstützen wird.“

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