Anzeige
Medizin

Corona: Neuer Antikörper neutralisiert alle Virenvarianten

Gegen Mutationen unempfindlicher Antikörper blockiert Membranfusion des Coronavirus

Antikörper
Ein neu identifizierter Antikörper kann alle bisher bekannte Varianten des Coronavirus neutralisieren – das eröffnet neue Chancen für die Therapie von Covid-19 und breiter wirksame Impfstoffe. © wildpixel/ iStock

Hilfe gegen Covid-19: Ein Forschungsteam hat einen Antikörper identifiziert, der alle bekannten Varianten von SARS-CoV-2 neutralisieren kann – das eröffnet neue Möglichkeiten der Covid-19-Therapie, aber auch einer breiter wirksamen Impfung. Der in Mäusen mit menschlichen Immunzellen erzeugte Antikörper setzt nicht an der durch Mutationen stark veränderlichen Bindungsstelle des Coronavirus an, sondern bindet an einer anderen Region des Spike-Proteins. Dort blockiert er die Fusion des Virus mit unseren Zellmembranen – und neutralisiert so die Infektion.

Das Coronavirus SARS-CoV-2 verändert sich durch Mutationen ständig – und unterläuft so unsere Immunabwehr. Die zurzeit weltweit zirkulierende Omikron-Variante hat vor allem ihre Rezeptor-Bindungsstelle so stark abgewandelt, dass viele durch Infektion oder Impfung von unserem Immunsystem erzeugte Antikörper nicht mehr passen. Als Folge häufen sich Re-Infektionen und auch die Impfstoffe und Antikörper-Präparate gegen Covid-19 wirken nur noch zum Teil.

Neue Antikörper gegen das Coronavirus

Doch jetzt könnte es Abhilfe geben: Ein Team um Sai Luo von der Harvard Medical School in Boston hat einen Antikörper identifiziert, der alle bisher gängigen Varianten von SARS-CoV-2 neutralisieren kann. Entwickelt wurde er mithilfe von Mäusen, die durch eine Genmanipulation menschliche Immunzellen ausbilden. Das Team veränderte das Mäusegenom dabei so, dass die Tiere besonders viele verschiedene menschliche B-Zellen ausbilden – die Zellen, die die Antikörper produzieren.

Anschließend injizierten Luo und sein Team den Mäusen zweimal im Abstand von vier Wochen das Spike-Protein des Wuhan-Stamms von SARS-CoV-2 oder Nanopartikel mit nur dessen Bindungsstelle. Als Folge produzierte das humanisierte Immunsystem der Mäuse neun verschiedene Stämme von Antikörpern gegen das Coronavirus. Um zu ermitteln, wie gut diese Abwehrproteine gegen die verschiedenen Virusvarianten wirken, führten die Forschenden anschließend Neutralisationstests mit jeweils einem monoklonalen Antikörper jeder Linie durch.

Potente Wirkung gegen alle Virusvarianten

Das Ergebnis: Einer dieser Antikörper, SP1-77, erwies sich als besonders wirksam: „SP1-77 neutralisierte sehr potent alle bisher gekannten SARS-CoV-2-Varianten, darunter auch die kürzlich entstandenen Omikron-Subvarianten BA.1, BA.2, BA.3, BA.4/5 und BA.2.12.1“, berichten Luo und seine Kollegen. Diese effektive Wirkung zeigte sich in drei verschiedenen Arten von Neutralisationstests.

Anzeige
ANtikörper
Der Antikörper SP1-77 dockt an einer Stelle des viralen Spike-Proteins an, die nicht von Mutationen betroffen ist – und neutralisiert daher alle Varianten von SARS-CoV-2. © Luo et al./ Science Immunology, CC-by 4.0

Um herauszufinden, warum ausgerechnet dieser Antikörper so potent war, untersuchten die Forschenden seine Bindung an das Spike-Protein von SARS-CoV-2 mithilfe der Cryo-Elektronenmikroskopie. Dabei zeigte sich, dass SP1-77 nicht an der Rezeptor-Bindungsstelle des Coronavirus andockt, wie die meisten anderen Antikörper. „Die Strukturanalysen bestätigten, dass der Antikörper an der der ACE2-Bindungsstelle gegenüberliegenden Seite bindet“, schreibt das Team.

Membranfusion des Virus blockiert

Genau dies könnte die breite Wirkung des neuen Antiköpers gegen alle bekannten Coronavirus-Varianten erklären: „Die meisten Mutationen von SARS-CoV-2 liegen außerhalb der Ansatzstelle von SP1-77“, erklären Luo und seine Kollegen. Das mache diesen Antikörper robust gegenüber mutationsbedingten Veränderungen. Weil auch die Mutationen der erst kürzlich neu aufgetretenen Omikron-Variante 2.75 außerhalb der Bindungszone von SP1-77 liegen, ist das Team zuversichtlich, dass dieser Antikörper auch gegen diese neue Variante wirken wird.

Doch wie blockiert der Antikörper die Virus-Infektion? Nähere Analysen ergaben, dass SP1-77 das Andocken des Virus an den ACE2-Rezeptor auf der Zelloberfläche nicht behindert. Dafür blockiert er aber die Fusion der äußeren Virusmembran mit der Membran der Zelle – einen für den Zelleintritt des Virus essenziellen Schritt. Das Coronavirus kann dadurch zwar an menschliche Zellen binden, gelangt aber nicht hinein. Der neue Antikörper SP1-77 setzt damit an einer Stelle an, die bisher von keinem therapeutischen oder durch Impfung erzeugten Antikörper genutzt wurde, wie die Wissenschaftler erklären.

Neue Chance für Therapie und breit wirksame Impfstoffe

Nach Ansicht von Luo und seinem Team könnte dieser Antikörper damit neue Möglichkeiten der Behandlung von Covid-19 eröffnen. „Wenn sich diese breite und potente Wirkung gegen SARS-CoV-2-Varianten auch in vivo bestätigt, dann hat er das Potenzial zur Therapie gegen aktuelle und neu auftretende Variants of Concern“, konstatieren die Forschenden. Der neue Antikörper könnte dann Erkrankten mit schweren Verläufen allein oder im Cocktail mit anderen monoklonalen Antikörpern verabreicht werden.

Gleichzeitig liefert der neue Antikörper auch wertvolle Hinweise, wo künftige Impfstoffe ansetzen könnten: „Der nicht-traditionelle Neutralisations-Mechanismus von SP1-77 könnte die Entwicklung neuer Impf-Strategien anstoßen, die breiter gegen BA.5 und andere Virusvarianten schützen“, erklären Luo und seine Kollegen. Vorher muss der Antikörper allerdings noch in weiteren Tierversuchen auf seine Wirksamkeit getestet werden. (Science Immunology, 2022; doi: 10.1126/sciimmunol.add5446)

Quelle: Boston Children’s Hospital

Teilen:
Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

News des Tages

Mittelmeer

Umgekippte Erdplatte im Mittelmeer entdeckt

Wie Urzeit-Mikroben Wasserstoff spalteten

Neue Hoffnung für Voyager 1

Bücher zum Thema

Virus - Die Wiederkehr der Seuchen von Nathan Wolfe

Top-Clicks der Woche