ASTEX: Forschende identifizieren mögliche neue Behandlung bei COVID-19

Forschende aus den USA haben eine potenzielle neue Therapie für COVID-19 identifiziert: eine biologische Substanz, die von umgebauten menschlichen Hautzellen hergestellt wird.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden heraus, dass die von ihnen identifizierte Substanz SARS-CoV-2 daran hinderte, sich selbst zu reproduzieren. In Untersuchungen an menschlichen Lungenzellen schützte die Substanz auch bereits infizierte Zellen. Obwohl sich die Forschung dazu noch in einem frühen Stadium befindet, eröffnen die bisherigen Ergebnisse den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zufolge die Möglichkeit einer neuen Therapie für Personen mit COVID-19.

„Wir waren überrascht, dass diese potenzielle Therapie einen neuartigen Weg für die Virusreplikation abschaltet und auch infizierte Zellen schützt“, berichtet Dr. Ahmed G. Ibrahim, Assistenzprofessor am Smidt Heart Institute des Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles (USA) und Erstautor der Studie.

Derzeit gibt es nur wenige Behandlungsmöglichkeiten bei COVID-19 – insbesondere solche, die sich hauptsächlich darauf konzentrieren, die Replikation des Virus zu verhindern. Die nun von der Arbeitsgruppe am Cedars-Sinai entdeckte potenzielle Behandlungsmöglichkeit hemmt nicht nur die Replikation, sondern schützt oder repariert auch Gewebe – ein wichtiger Aspekt, da COVID-19 Symptome verursachen kann, mit denen die Betroffenen auch noch lange nach dem Abklingen der Virusinfektion zu kämpfen haben.

Die in dieser Studie untersuchte potenzielle Therapie wurde unter Verwendung dermaler Fibroblasten entwickelt. Die Forschenden veränderten die Zellen, um therapeutische extrazelluläre Vesikel (EVs) zu produzieren. Dabei handelt es sich um Nanopartikel, die als Kommunikationssystem zwischen Zellen und Gewebe dienen. Das Engineering dieser Fibroblasten ermöglichte es ihnen, EVs abzusondern – von den Forschenden als „ASTEX“ bezeichnet –, die die Fähigkeit besitzen, Gewebe zu reparieren.

In früheren Experimenten hatten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gezeigt, dass ASTEX Herz- und Lungengewebe sowie Muskelschäden in Labormäusen reparieren kann. Als die COVID-19-Pandemie ausbrach, begannen die Forschenden zu untersuchen, ob ASTEX zur Behandlung von SARS-CoV-2 eingesetzt werden könnte.

Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit Forschern der University of California in Los Angeles durchgeführt: Sie testeten ASTEX, indem sie es auf menschliche Lungenepithelzellen anwendeten. Dabei entdeckten sie, dass ASTEX Zellen daran hinderte, einen Entzündungsprozess auszulösen, der zum Zelltod führen kann. Mit ASTEX behandelte Zellen produzierten auch geringere Mengen des Proteins ACE.

Das Team verglich dann die potenzielle neue Therapie mit Remdesivir und konnte beobachten, dass Remdesivir die Produktion von ACE nicht hemmte. Stattdessen hindert Remdesivir das Virus daran, sich an das Protein ACE2 zu binden. ASTEX könnte daher einen weiteren Weg darstellen, um zu verhindern, dass das Virus in die Zellen eindringt.

„Viren haben keine eigene Maschinerie, um in Zellen einzudringen, also verwenden sie Proteine“, erklärt Ibrahim. „Wir glauben, dass das Targeting von ACE-Proteinen nur eine Möglichkeit ist, wie SARS-CoV-2 Zellen infiltriert, ihre genetischen Informationen kidnappt und sich im Körper repliziert.“ ASTEX scheint diesen Prozess des „Kidnappings“ zu stoppen.

„Diese potenzielle biologische Anti-COVID-19-Therapie ist insofern neuartig, als dass sie zwei Facetten hat: Sie schützt infizierte Zellen, was Remdesivir nicht tut, und hemmt auch die Virusreplikation“, fasst Seniorautor Dr. Eduardo Marbán, geschäftsführender Direktor des Smidt Heart Institute, zusammen.