Viele Viren nutzen zelleigene Zuckermoleküle, um an die Zelloberfläche zu binden und so die Infektion einzuleiten. Da dieser Schritt eine Gemeinsamkeit verschiedener Viren darstellt, kann er ausgenutzt werden, um breit wirksame antivirale Wirkstoffe zu entwickeln. Ziel des Projekts des Chemikers Alexander Titz und des Biologen Christian Sieben ist es, eine innovative Plattform für die Entwicklung von Vireneintritts-Hemmstoffen zu schaffen – speziell gegen Atemwegsviren und andere Viren mit Pandemierisiko. Dazu zählen unter anderem Influenza A-Viren, SARS-CoV-2 und andere zoonotische Erreger, die aus Tieren auf den Menschen überspringen können.
Die Forscher und ihre Teams setzen dabei auf eine innovative Strategie: Sie entwerfen Moleküle, sogenannte Sialomimetika, die die natürlichen Zuckerstrukturen auf der Oberfläche menschlicher Zellen nachahmen. Dieser Zuckermantel, auch Glykokalyx genannt, ist entscheidend für die Infektion vieler Viren. Insbesondere Sialinsäuren an der Zelloberfläche dienen Influenza- und Coronaviren als Ankerpunkte für die Infektion. Die Forscher wollen diese Bindung gezielt stören, indem sie Moleküle entwickeln, die sich besser an die Virusproteine heften als die natürlichen Zuckerketten. So sollen die Bindeproteine der Viren blockiert und damit die Zellbindung gestört werden. In der ersten Förderperiode der VolkswagenStiftung haben sie bereits vielversprechende Wirkstoffkandidaten identifiziert, die sie nun weiter optimieren wollen.
Ein Schlüssel zum Schutz gegen viele Viren
„Nur gegen wenige Viren sind bisher spezifische Medikamente verfügbar. So etwas wie Breitbandantibiotika gibt es gegen Viren nicht“, sagt Prof. Alexander Titz, der auch eine Forschungsgruppe am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), einem Standort des HZI in Kooperation mit der UdS, leitet und Wissenschaftler im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) ist. „Wir blockieren den allerersten Schritt der Infektion und das bei vielen verschiedenen Viren gleichzeitig. Das ist der Schlüssel zu breit wirksamen Therapien.“
„Dank der erneuten Förderung der VolkswagenStiftung können wir einen wichtigen Schritt bei der Entwicklung neuer antiviraler Wirkstoffe machen und zudem das Wissen über die Interaktion zwischen Viren und menschlichen Zellen erweitern“, sagt Prof. Christian Sieben, Leiter der Nachwuchsgruppe „Nanoinfektionsbiologie“ am HZI. „Unser Ziel ist es, eine Wirkstoff-Plattform zu schaffen, die sich neben Influenza- und Coronaviren auch für zukünftige Pandemien mit noch unbekannten Viren nutzen lässt.“
Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland:
Das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) in Saarbrücken wurde 2009 gemeinsam vom HZI und der Universität des Saarlandes gegründet. Forschende am HIPS entwickeln experimentelle und computergestützte Ansätze und wenden diese an, um neue Wirkstoffe gegen Infektionskrankheiten zu identifizieren, sie für den Einsatz beim Menschen zu optimieren und zu untersuchen, wie sie am besten an ihren Wirkort im menschlichen Körper transportiert werden können. Ein besonderer Schwerpunkt des Instituts liegt auf mikrobiellen Naturstoffen aus Bodenbakterien, der menschlichen Mikrobiota und innovativen Ansätzen der medizinischen Chemie. https://www.helmholtz-hips.de/de/
Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Wissenschaftler:innen am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen in Braunschweig und an anderen Standorten in Deutschland bakterielle und virale Infektionen sowie die Abwehrmechanismen des Körpers. Sie verfügen über fundiertes Fachwissen in der Naturstoffforschung und deren Nutzung als wertvolle Quelle für neuartige Anti-Infektiva. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft und des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) betreibt das HZI translationale Forschung, um die Grundlagen für die Entwicklung neuartiger Therapien und Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten zu schaffen. https://www.helmholtz-hzi.de