Göttinger Forscherteam entwickelt Nanobodies aus Alpakas gegen COVID-19

Veröffentlicht: 29. September 2021

Aus der Metropolregion

Antikörper kommen als Wirkstoff bei COVID-19 Infizierten zum Einsatz, da sie sich an Viren binden und sie unschädlich machen. Das Problem: Antikörper industriell zu produzieren, ist so aufwändig und teuer, dass sich die weltweite Nachfrage nicht abdecken lässt. Nanobodies könnten hier eine Lösung sein. Wissenschaftler*innen des Göttinger Max-Planck-Instituts (MPI) für biophysikalische Chemie und der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) haben jetzt Mini-Antikörper entwickelt, die alle Eigenschaften besitzen, die man von einem wirksamen Medikament gegen COVID-19 erwarten würde. Bereits die einfachsten Mini-Antikörper der Göttinger binden bis zu 1000 Mal stärker an das Spike-Protein als zuvor entwickelte Nanobodies gegen COVID-19. Sie binden zudem sehr gut an die mutierten Rezeptor-Bindedomänen der Alpha-, Beta-, Gamma- und Delta-Stämme. „Unsere einfachen Nanobodies eignen sich möglicherweise dafür, inhaliert zu werden, um so das Virus in den Atemwegen einzudämmen“, so Dobbelstein vom Institut für Molekulare Onkologie der UMG.
„Nanobodies stammen aus Alpakas und sind deutlich kleiner und einfacher aufgebaut als herkömmliche Antikörper“, berichtet Görlich aus der Abteilung Zelluläre Logistik. Um die Nanobodies gegen SARS-CoV-2 herzustellen, injizierte das Team den drei Alpakas Britta, Nora und Xenia aus der Herde am Göttinger MPI mehrmals einen Teil des Spike-Proteins. Die Tiere bildeten daraufhin Antikörper gegen diesen Proteinteil. Nach der letzten Injektion entnahmen die Forscher*innen den Tieren eine kleine Menge Blut. Für die Alpakas war ihr Einsatz damit beendet, die weiteren Schritte erfolgen mithilfe von Enzymen, Bakterien, sogenannten Bakteriophagen und Hefen. Aus dem Blut der Alpakas gewannen die Wissenschaftler*innen im nächsten Schritt die Baupläne für rund eine Milliarde verschiedener Nanobodies. Die Biochemiker fischten aus der zunächst astronomischen Zahl von Nanobodies mit Bakteriophagen die wirklich besten heraus. In weiteren Schritten wurden diese auf ihre Wirksamkeit getestet und in mehreren Design-Zyklen immer weiter verbessert.
Eine weitere Besonderheit: Nanobodies sind auch gegen bekannte Varianten des Coronavirus wirksam. Zwar hatten die Forscher*innen ihre Alpakas mit einem Teil des Spike-Proteins des ersten bekannten SARS-CoV-2-Virus geimpft, deren Immunsystem produzierte aber auch Antikörper, die gegen die Alpha-, Beta-, Gamma- und Delta-Varianten des Virus aktiv sind.
Das Göttinger Team bereitet die Nanobodies nun für den therapeutischen Einsatz vor. Dobbelstein betont: „Wir wollen die Nanobodies möglichst schnell für den sicheren Einsatz als Wirkstoff testen, damit sie schwer Erkrankten zugutekommen sowie jenen, die nicht geimpft wurden oder keinen effektiven Impfschutz aufbauen können.“ Unterstützung erhält das Team dabei durch Experten für Technologietransfer: Dieter Link (Max Planck Innovation), Johannes Bange (Lead Discovery Center, Dortmund) und Holm Keller (kENUP Foundation). Da sich Nanobodies kostengünstig und schnell in großen Mengen herstellen lassen, könnten sie sogar den weltweiten Bedarf an COVID-19-Medikamenten decken.
Originalveröffentlichung: Güttler T, Aksu M, Dickmanns A, Stegmann KM, Gregor K, Rees R, Taxer W, Rymarenko O, Schünemann J, Dienemann C, Gunkel P, Mussil B, Krull J, Teichmann U, Groß U, Cordes VC, Dobbelstein M, Görlich D: Neutralization of SARS-CoV-2 by highly potent, hyperthermostable, and mutation-tolerant nanobodies. EMBO J (2021), doi: 10.15252/embj.2021107985
Weitere Informationen unter:
www.mpibpc.mpg.de/de/goerlich – Abteilung Zelluläre Logistik am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
www.moloncol.med.uni-goettingen.de – Institut für Molekulare Onkologie an der Universitätsmedizin Göttingen
Quelle: https://www.umg.eu/news-detail/news-detail/detail/news/hochwirksame-und-stabile-nanobodies-stoppen-sars-cov-2/?cHash=1dcd1d403b86c99cf35b88ebc753b278&L=0
Bildquelle: Carmen Rotte/Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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