Künstlicher Wirkstoff hemmt Coronaviren

Ein künstlicher Virenhemmstoff drängt Krankheitserreger wie das Coronavirus zurück, wirkt aber ebenso gut gegen andere gefährliche Viren wie das Lassa- oder das Zika-Virus. Das hat eine bundesweite Forschungsgruppe unter Marburger Leitung herausgefunden. Im Hinblick auf neue  Viruserkrankungen wie das neue Coronavirus aus China sieht sich das Universitätsklinikum Gießen/Marburg gut vorbereitet.

Der Naturstoff Silvestrol wird aus asiatischen Mahagonigewächsen gewonnen, die in Borneo als traditionelle Heilpflanzen gegen eine Vielzahl von Krankheiten eingesetzt werden. Die Substanz blockiert ein Enzym, das in Körperzellen vorkommt; es wird von eingedrungenen Viren benötigt, die ihre eigenen Proteine von diesem Enzym herstellen lassen, um sich zu vermehren. Indem Silvestrol das Enzym hemmt, wirkt das Mittel gegen eine ganze Reihe gefährlicher Krankheitserreger wie Ebola-, Lassa- und Coronaviren. „Leider ist Silvestrol chemisch sehr schwer herzustellen“, sagt der Marburger Prof. Arnold Grünweller, der die Studie initiiert hat. „Man muss also immer wieder auf die Pflanze zurückgreifen, um die Substanz zu gewinnen.“

Die Forschungsgruppe verglich den Naturstoff mit einem künstlich hergestellten Molekül, CR-31-B, dessen chemische Struktur ihm ähnelt. „Es weist jedoch eine weniger komplizierte Struktur auf als Silvestrol“, erläutert Wiebke Obermann, die ihre Doktorarbeit an der Philipps-Universität Marburg bei Grünweller anfertigt und als eine der beiden Erstautorinnen der Publikation firmiert. Zu den Unterschieden der beiden Substanzen zählt insbesondere, dass Silvestrol eine zusätzliche chemische Gruppe trägt.

Zunächst infizierten die Wissenschaftler Zellen mit Coronaviren, anschließend gaben sie einen Hemmstoff hinzu: Silvestrol oder CR-31-B. „Die antiviralen Effekte sind fast identisch“, berichtet die Gießener Virologin Dr. Christin Müller, die in der Arbeitsgruppe von Prof. John Ziebuhr an der Justus-Liebig-Universität zu Coronaviren forscht und sich die Erstautorschaft mit Obermann teilt.

Der Befund gilt für Coronaviren, aber auch für Zika- und Lassa- sowie Krim-Kongo-Fieber-Viren. Lediglich gegen den Hepatitis E-Erreger wirkt der künstliche Hemmstoff ein wenig schwächer als der Naturstoff. „Alles in allem bestätigen unsere Ergebnisse, dass CR-31-B eine ähnlich starke Wirksamkeit gegen ein breites Spektrum von Viren entfaltet wie Silvestrol“, fasst Grünweller zusammen.

Das Interesse der Industrie ist bereits geweckt. „Moleküle wie CR-31-B, die eine ähnliche antivirale Breitband-Wirkung wie Silvestrol besitzen, sind von einer Zulassung als Medikament jedoch noch weit entfernt“, berichtet der Hochschullehrer. In der Krebsmedizin werde aber schon ein synthetisches Molekül, dem CR-31-B strukturell sehr ähnlich ist, in einer klinischen Studie getestet. „Dies zeigt, dass diese Substanzklasse keine unerwartete Toxizität oder Mutagenität in entsprechenden präklinischen Tierstudien aufweist, was künftige klinische Studien von CR-31-B natürlich vereinfacht.“

Coronavirus und Influenza: Gießen und Marburg sind gerüstet

Im Hinblick auf die Ausbreitung neuer Viruserkrankungen wie aktuell das neue Coronavirus aus China und auch die jährliche Influenzavirus-Welle sowie schnelle und sichere Diagnosen sehen sich die beiden Standorte Gießen und Marburg gut vorbereitet. „Betroffene Patienten müssen innerhalb kürzester Zeit von Nicht-Betroffenen getrennt und in isolierten Räumen behandelt werden, um eine weitere Verbreitung zu stoppen.“, fasst Dr. Andreas Jerrentrup, Chefarzt der Zentralen Notaufnahme in Marburg zusammen.

Am Standort Gießen ist man auf derartige Erkrankungen besonders spezialisiert. Prof. Susanne Herold leitet dort die Sektion Klinische Infektiologie sowie die Klinische Forschungsgruppe „Virus-induziertes Lungenversagen“. Gemeinsam mit Ärzten und Forschern beider Standorte und aus den Instituten für Virologie in Gießen und Marburg werden hier neue Therapien gegen schwere Lungeninfektionen etabliert, unter anderem solche, die durch Coronaviren ausgelöst werden. „Wir nutzen die Erkenntnisse aus der Forschung und unsere klinische Expertise auf diesem Feld, um Patienten mit schweren viralen Lungeninfektionen bestmöglich zu behandeln.“, so Herold. Prof. Werner Seeger, Ärztlicher Geschäftsführer des UKGM und Vorsitzender des Deutschen Zentrums für Lungenforschung, ergänzt: „Dabei profitieren wir zusätzlich von der klinischen und wissenschaftlichen Expertise in den Bereichen Lungenheilkunde und Intensivmedizin in Gießen.“

In der Diagnostik arbeiten die Kliniker eng mit den Instituten für Virologie zusammen. Dabei profitieren sie von der hohen Expertise und den schnellen Diagnoseergebnissen. Sie erhalten in kürzester Zeit zuverlässige Daten und können entsprechend schnell handeln. Das Institut für Virologie in Marburg verfügt über ein BSL4 Hochsicherheitslabor, eines von vieren in Deutschland. Weltweit sind es nur etwa 40 Einrichtungen, die über ein Sicherheitslabor der höchsten Schutzstufe verfügen. „Durch unsere exzellenten und international bekannten Virologen sind wir am UKGM in der ganz besonders glücklichen Situation, nicht nur auf dem allerneuesten Stand der Entwicklungen in dieser Ausbruchssituation zu sein, sondern wir sind auch bestens vorbereitet auf etwaige Verdachtsfälle. Glücklicherweise ist es aber dazu bisher im Hinblick auf das neue Coronavirus aus China noch nicht gekommen“, betont Prof. Harald Renz, ärztlicher Geschäftsführer am Standort Marburg.

Die Herausforderung des neuen Coronavirus werde sicherlich sein, es von anderen Viren, insbesondere von Influenzaviren zu unterscheiden, denn beide Infektionen haben ähnliche Symptome. „Glücklicherweise ist die Gensequenz des neuen Coronavirus bereits bekannt, was die Entwicklung eines schnellen Nachweistests durch die Berliner Kollegen möglich machte. Mit diesem Test können wir auch das neue Virus sehr schnell diagnostizieren“, erklärt Prof. Stephan Becker, Direktor des Instituts für Virologie in Marburg. Auf Fälle von Infektionen mit dem neuen Coronavirus sei man vorbereitet. „Darüber hinaus arbeiten wir im Rahmen des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung daran, einen Impfstoff zu entwickeln“, bestätigt der Forscher. Das werde aber einen längeren Zeitraum beanspruchen.