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    Das SARS-Coronavirus-2 verändert den Zuckerstoffwechsel der Zellen und kurbelt die Produktion von RNA an. Das konnten Frankfurter Forscher in der Zellkultur zeigen, dabei sind sie auch auf zwei versprechende Wirkstoffkandidaten gestoßen. Sputnik hat mit einem der Forscher, dem Biochemiker Christian Münch, über diese Arbeit gesprochen.

    Bei der Behandlung schwerer Covid-19-Fälle lief es bislang in den Krankenhäusern eher nach dem Schema „Versuch und Irrtum“. Wirkstoff-Kandidaten wurden ausgewählt, weil sie gegen andere Viren gut ankommen oder weil Berichte aus Kliniken ihnen Erfolg nachsagten. Aber die Prozesse in der befallenen Wirtszelle standen bei diesen Entscheidungen nicht im Hintergrund, denn am Anfang war schlichtweg zu wenig das SARS-Coronavirus-2 bekannt.

    Nun haben zwei Forschungsgruppen aus der Virologie und Biochemie am Universitätsklinikum Frankfurt am Main diesen Rückstand aufgeholt und den Virusbefall in der Zellkultur sowie die Veränderungen, die er in der Zelle bewirkt, näher untersucht. Auf dieser Grundlage sind sie auf zwei Wirkstoff-Kandidaten gestoßen und haben ganz grundsätzlich eine Grundlage geschaffen, um nach versprechenden Wirkstoffen in der immensen Menge möglicher Wirkstoffe zu suchen. Sputnik hat mit einem der Forscher, Christian Münch, über die Untersuchungen gesprochen. Münch ist Leiter der Biochemie-Forschungsgruppe an der Goethe-Universität Frankfurt am Main.

    - Herr Münch, Sie haben am Frankfurter Universitätsklinikum das SARS-Coronavirus-2 in Zellkultur untersucht und dabei die Veränderungen, die in der Zelle stattfinden, genauer angeschaut. Wie und welche Prozesse ändert das SARS-Coronavirus-2 denn in der Zelle?

    - Das sind verschiedene. Wir haben hier besonders fünf Schnittstellen entdeckt in der Zelle, die sich verändern. Aus medizinischer Sicht im Sinne einer Therapie sind zwei am interessantesten: Zum einen sind es Veränderungen im Zuckermetabolismus (Anm. d. Red.: Zuckerstoffwechsel der Zelle), zum anderen in Prozessen, die notwendig sind, um das Erbgut des Virus zu replizieren (Anm. d. Red.: massenhafte Produktion von viraler RNA).

    - Nun haben Sie ja für die Beobachtung dieser Prozesse eine ganz spezielle Methode eingesetzt. Wie funktioniert diese Methode und was lässt sich mit ihr am Zellgeschehen ablesen? Wie lässt sich der Zellstoffwechsel überhaupt so detailliert anschauen?

    - Die Methode nennt sich Massenspektrometrie und damit kann man Veränderungen in der Menge von Proteinen feststellen. Ganz besonders haben wir hier eine Methode namens „mePROD“ entwickelt, mit der wir die Synthese, die Herstellung von Proteinen untersuchen können, um da wirklich ganz Zeit-genau feststellen zu können, wo Veränderungen stattfinden.

    - Können Sie für den Laien einmal erklären, wie dieses Verfahren funktioniert? Werden hier Zellen in verschiedenen Stadien des Befalls genommen, aufgelöst und dann analysiert? Oder bleiben die Zellen dabei am Leben?

    - Wir nehmen eine Zellkultur, eine Kultur in der Petrischale, und infizieren die dann mit SARS-CoV-2. Zu den Zeitpunkten, die uns interessieren, kann man dann die Zellen nehmen, aufbrechen, die Proteine heraus reinigen und dann analysieren.

    - Diese Beobachtung hat ja einen direkten praktischen Nutzen. Sie konnten im Zusammenhang mit den zwei besonders betroffenen und interessanten Abläufen in der Zelle Wirkstoffkandidaten eingrenzen. Was sind das für Wirkstoffe, die sie ausgemacht haben, wo setzen diese an und was bedeutet das ganz allgemein für die gegenwärtige Wirkstoffsuche?

    - Ganz allgemein haben wir versucht, Daten zu ermitteln, aufgrund derer wir Ansatzpunkte finden können für eine Therapie. Was wir da gefunden haben ist vor allem Ribavirin, welches die Vermehrung des Erbguts in der Zelle verhindert und welches jetzt auch schon in klinischen Studien angewendet wird in Kanada. Ein zweiter Wirkstoff, der interessant ist, spielt in den Zuckermetabolismus hinein und er verhindert, dass Zellen Zucker verwenden können, um Energie herzustellen und natürlich ist diese Energie nötig für das Virus, damit es sich ausbreiten kann in der Zelle. Das wurde jetzt aufgegriffen von einer anderen Firma, die da schon Studien und Tests in Richtung Krebs hatten und das jetzt testen wollen für Covid-19.

    - Wofür wurde Ribavirin entwickelt?

    - Ribavirin wurde entwickelt als Virostatikum, ist auch schon in der Anwendung zur Behandlung von Viren, vor allem chronischer Hepatitis-C. Das andere ist ein Stoff, der nennt sich 2-Deoxy-Glucose und der ist da, um die Zuckerverstoffwechslung zu verhindern. Der wurde angewendet in der Krebstherapie. Momentan werden Vorstoffe davon, die etwas stabiler und leichter anzuwenden sind, getestet.

    - Wie sind die Nebenwirkungsprofile dieser beiden Wirkstoffe untersucht?

    - Ribavirin ist zugelassen, wird im Moment schon verwendet. Hat im Prinzip dann im gleichen Maße die angegebenen Nebenwirkungen. Was interessant ist: Es kommt vor allem in der Anwendung gegen chronische Hepatits-C zum Einsatz, es handelt sich also um eine längere Anwendungsdauer. Bei Covid-19 würde es sich eher um hochakute Patienten handeln, die sehr symptomatisch sind, vielleicht gerade im Krankenhaus angekommen – dass also da therapeutische Möglichkeiten da sind, die dann auch wahrscheinlich deutlich kürzer sind, als das, was bei Hepatitis-C teilweise notwendig ist.

    - Eine Frage zum Zelltypus. Sie haben ja Darmzellen verwendet. Spielt eine entscheidende Rolle, welchen Zelltypus man nimmt oder sind die Untersuchungen für jede Zelle im Körper repräsentativ?

    - Die Antwort hier ist Jein: Es wird sicherlich Unterschiede geben. Am Anfang war es erst mal wichtig, überhaupt Zellen zu finden, die man gut infizieren kann. Mit den meisten ist es tatsächlich nicht möglich. Wir haben versucht, ein Schnell-Modell aufzusetzen. Wir haben jetzt auch schon andere Zelltypen verwendet und versuchen das zu validieren. Das klappt sehr gut, aber es wird natürlich – und das ergibt Sinn – im Körper Unterschiede geben wird, je nachdem, ob die Lunge infiziert ist oder der Darm, die Niere, das Herz oder ein anderes Organ.

    - Eine Frage noch zum Virustypus. Sie haben ja von Wuhan-Rückkehrern Viren eingesetzt. Es ist bekannt, dass das SARS-Coronavirus-2 sich mittlerweile in einige Stämme aufgespalten hat, die vermutlich nicht so wesentlich unterschiedlich auf Zellprozesse wirken. Muss man dennoch in Zellkulturen mit den verschiedenen Stämmen experimentieren oder lassen sich die Ergebnisse auf diese übertragen?

    - Das sind ganz genau die Studien, die wir im Moment machen wollen. Da gibt es einfach noch nicht so viele Daten dazu, um dann tatsächlich verschiedene Stämme miteinander zu vergleichen. Es gibt ja leider sehr viele infizierte Leute, das heißt es gibt sehr viele Proben, die theoretisch zumindest verfügbar sind. Aber da brauchen wir noch ein bisschen, um die Forschung hier durchzuführen.

    - Was bedeutet dieses Ergebnis mit Blick auf die gegenwärtige Wirkstoffsuche, die wirkt ja selbst ein bisschen zufällig. Man schaut, was man probieren kann oder was sich irgendwo auf der Welt als wirksam gezeigt haben soll.

    - Ich bin Grundlagenforscher und Biologe und für uns ist es wirklich sehr wichtig, dass wir Daten kreieren. Dass wir ein Testmodell haben, mit dem wir herausfinden können: Was sind die Ansatzpunkte? Dass wir dann darin testen und das weiterbringen, bevor man das letztendlich versucht oder hofft in die Klinik zu bringen. Ich denke, das ist ein besserer Ansatzpunkt, als einfach zu probieren. Allerdings muss man auch sagen: Auf dem Höhepunkt der Krise gab es diese Daten noch nicht und dann musste man im Endeffekt probieren, um überhaupt Möglichkeiten zu haben. Aber das kann natürlich für den Patienten durchaus negativ sein, weil er eine Behandlung bekommt, die nicht funktioniert oder im schlimmsten Fall vielleicht noch Nebenwirkungen mitbringt.

    - Sie haben mit Ihrem Forschungsergebnis auch schon klinische Studien angestoßen. Möchten Sie dazu noch etwas bemerken?

    - Wir haben es in Zellen getestet. Daraus lässt sich noch nicht erschließen, ob es ein wirklich auch ein sinnvoller Ansatzpunkt für den Patienten ist. Das muss in klinischen Studien gemacht werden und wir sind einfach sehr glücklich, dass das aufgegriffen wurde, jetzt getestet wird und sind auch sehr optimistisch und hoffnungsvoll, dass es da positive Ergebnisse geben wird.

    Das Interview mit Christian Münch zum Nachhören:

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    Tags:
    Frankfurt am Main, Therapie, Coronavirus