Der Standard - 18.03.2020

Forschung spezial

mente zu finden. Denn die Wir-

kungsweise von Pharmazeutika

beruht letztlich immer darauf, be-

stimmte Proteinfunktionen ent-

weder zu blockieren oder zu ver-

ändern. Dafür muss ein Wirkstoff

gefunden werden, der durch seine

molekulare Struktur genau in die

Struktur eines bestimmten Prote-

ins passt und dessen Funktion da-

mit verändern oder ausschalten

kann. Erschwert wird diese Suche

dadurch, dass Proteine in der Re-

gel hochkomplexe dreidimensio-

nale Strukturen aufweisen. Noch

dazu sind sie nicht starr, daher

muss auch die Dynamik stimmen,

damit sich ein Wirkstoffmolekül

entsprechend einklinken kann.

Zelluläre Angriffsziele

Ein Angriffsziel auf die Corona-

Infektion ist der sogenannte

ACE2-Rezeptor, der tief in der

Lunge in Epithelzellen liegt,

sagt Infektionsbiologin Knapp. An

ACE2 dockt das Virus mithilfe des

Spike-Proteins an, um in die Lun-

genzellen zu gelangen. Der Rezep-

tor darf allerdings nicht deakti-

viert werden, weil er bei akutem

Lungenversagen, das ein zentrales

Problem bei schweren Covid-19-

Erkrankungen darstellt, eine sehr

positive Rolle spielen kann.

Knapp hält den Ansatz, den

das Wiener Biotechunternehmen

Apeiron verfolgt, für vielverspre-

chend: Das vom österreichischen

Genetiker Josef Penninger gegrün-

D

er Name Coronavirus
kommt nicht von ungefähr.
Als Wissenschafter zum
ersten Mal die Struktur eines Ver-
treters dieser Virusfamilie unter
dem Elektronenmikroskop er-
blickten, mussten sie unweiger-
lich an kleine Kronen denken. Das
war in den 1960er-Jahren–seither
hat sich die Mikroskopie enorm
weiterentwickelt und liefert heu-
te ein anderes, besseres Bild. Statt
zackiger Krönchen ähneln die
Coronaviren eher Igelbällen, die
für Massagen oder gegen Stress
eingesetzt werden: Sie sind rund
und haben viele stachelartige
Strukturen an der Oberfläche. Der
lateinische Ausdruck für Krone –
Corona–ist ihnen aber geblieben.
Mehr als 40 Coronaviren sind
heute bekannt, die eine Vielzahl
von Säugetieren und Vögeln
infizieren können. Lange Zeit be-
schäftigten sie vor allem die Vete-
rinärmedizin, weil sie Krankhei-
ten bei Schweinen, Rindern und
Geflügel verursachen. Zwei Coro-
navirus-Arten lösen auch Erkäl-
tungssymptome beim Menschen
aus–mit unangenehmen, aber un-
gefährlichen Folgen.
Das änderte sich Ende 2002
schlagartig: Ein Coronavirus
sprang damals von einer Fleder-
maus auf einen Menschen über, in
der Folge infizierten sich weltweit
Menschen damit und erkrankten
am schweren akuten Atemwegs-
syndrom (Sars). Rund 800 Perso-

nen starben. 2012 tauchte zum

zweiten Mal ein gefährliches

Coronavirus auf, das vor allem auf

der Arabischen Halbinsel gras-

sierte: Mers, das von Dromedaren

übertragen wurde. Mit Sars-CoV-

2ist nun einem weiteren Corona-

virus der Sprung vom Tier auf den

Menschen gelungen–und es ver-

breitet sich in einem unvergleich-

baren Ausmaß um den Erdball.

Noch gibt es keine Impfungen

und Medikamente, die der Infek-

tion Einhalt gebieten können–ge-

nau daran forschen Wissenschaf-

ter auf Hochtouren. Derzeit laufen

mehr als 40 Projekte zur Entwick-

lung von Impfstoffen. Bis Massen-

impfungenverfügbarsind,wirdes

aber lange dauern. Die vorder-

gründigen Hoffnungen richten

sich daher auf Medikamente, mit

denen sich die durch das Virus

ausgelöste Lungenerkrankung

Covid-19 behandeln lässt.

Pharmazeutische Abkürzung

„Die größten Chancen für

schnelle Behandlungserfolge lie-

gen im Drug-Repurposing“, sagt

Sylvia Knapp, Professorin für In-

fektionsbiologie an der Med-Uni

Wien. Bereits zugelassene Medi-

kamente werden dabei auf ihre

Wirkung gegen Corona getestet –

sie könnten weitaus schneller ein-

gesetzt werden als neu entwickel-

te Präparate, die erst aufwendige

Verfahren durchlaufen müssen.

Die gute Nachricht: Da Coronavi-

Steckbrief einesUnheilbringers

Wissenschafter haben schon einiges über dieFunktionsweisevonCoronaviren herausgefunden.

Diese Einsichtenwecken dieHoffnung, dass bald spezifischeMedikamenteverfügbarwerden.

David Rennert, Tanja Traxler, Peter Illetschko

dete Unternehmen hat im Zuge

der Sars-Pandemie 2002/2003 ein

biotechnologisch hergestelltes,

lösliches ACE2-Protein entwi-

ckelt, das das Sars-Virus abfangen

und Infektionen dämpfen konnte.

Derzeit wird eine Studie zur Wir-

kung bei schwerem Lungenversa-

gen durch Covid-19 vorbereitet.

Andere Ideen setzen ebenfalls

beim Verhalten des Coronavirus

im menschlichenKörper an. Um

sichzuvermehren,mussesanZel-

len anheften und in sie eindrin-

gen. Dafür verwendet das Spike-

Protein neben ACE2 auch andere

Enzyme wie die zelluläre Protease

TMPRSS2, sagt Knapp. Auf dieses

Enzymsindaucheinigebereitsge-

testete und freigegebene Medika-

mente gerichtet, etwa Camostat,

das zur Behandlung chronischer

Bauchspeicheldrüsenentzündun-

gen eingesetzt wird. Erfolge er-

hofft man sich auch von Studien

mit Remdesivir, einem gegen Ebo-

la entwickelten Medikament, das

sich als wirksam bei Sars- und

Mers-Infektionen erwies.

Klinische Studien zu Wirksam-

keit und Verträglichkeit braucht

es natürlich trotzdem, ehe ein

bereits zugelassenes Medikament

für eine neue Erkrankung ein-

gesetzt werden kann. Die interna-

tionale Zusammenarbeit vieler

Forscher und Behörden gibt aber

Hoffnung, dass dies in der ak-

tuellen Ausnahmesituation mit

höchster Priorität passiert.

ren seit Jahrzehnten bekannt sind,

ist ihre Biologie gut erforscht. Die-

ses Wissen verschafft Forschern

einen Vorsprung bei der Frage,

welche existierenden Medika-

mente gegen Sars-CoV-2 wirksam

sein könnten.

Um zu verstehen, was die

Wissenschaft in der Corona-Krise

Hoffnung schöpfen lässt, bedarf es

eines Blicks in die Substruktur

von Sars-CoV-2. Ein Virion–so

wird ein einzelnes Viruspartikel

bezeichnet–misst etwa 90 Nano-

meter und ist damit um mehrere

Größenordnungen kleiner als die

Zellen, die es in der menschlichen

Lunge infiziert. Es besteht aus vier

Proteinenund einemRNA-Strang,

der die genetischen Informa-

tionen des Virus trägt. Im Fall

von Sars-CoV-2 sind das 29.

Nukleotide, also codierte Baustei-

ne, die das Programm zur Verviel-

fältigung des Virus beinhalten.

Das auffälligste Protein hat die

Form stachelartiger „Spikes“ in

der Virushülle. Diese viralen

Enterhaken sind für die Bindung

an die Wirtszelle verantwortlich.

Zwischen den Spikes sitzen ein

Membranprotein und ein Hüll-

protein, die für die Stabilität des

Virions sorgen. Im Inneren der

Hülle befindet sich ein Kapsidpro-

tein, das den Bausteinen der RNA

als Gerüst dient(siehe Grafik).Das

Wissen um die Beschaffenheit der

Proteine des Coronavirus ist ent-

scheidend, um passende Medika-

Aufbau desCoronavirus

Spike(Bindungsprotein)

Membranprotein

Kapsidprotein

RNA

Lipidmembran

Hüllprotein

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fast so viel, wie er wiegt.S. 24

forschung spezial

Seite 23 Foto: MI-Lab