Können alte Medikamente das neue Coronavirus bekämpfen? Die überraschende Antwort aus einem Pangolin-Virus-Modell
Die Welt wurde von dem plötzlichen Ausbruch von COVID-19, einer Krankheit, die durch das neuartige Coronavirus (2019-nCoV) verursacht wird, überrascht. Während die Zahl der Fälle und Todesfälle in die Höhe schnellte, suchten Wissenschaftler fieberhaft nach Behandlungsmöglichkeiten. Die Entwicklung neuer Medikamente dauert jedoch Zeit – Zeit, die die Patienten nicht hatten. Was wäre, wenn die Lösung bereits in unseren Medikamentenschränken lag? Forscher wandten sich einer ungewöhnlichen Quelle zu: einem Pangolin-Virus. Ihre Erkenntnisse könnten die Art und Weise, wie wir COVID-19 bekämpfen, grundlegend verändern.
Die Herausforderung: Schnelle Behandlungsmöglichkeiten finden
Als COVID-19 auftauchte, gab es keine spezifischen Behandlungen. Die Entwicklung neuer Medikamente von Grund auf könnte Jahre dauern. Wissenschaftler brauchten eine schnellere Lösung. Eine Idee war die Wiederverwendung bestehender Medikamente – Arzneimittel, die bereits für andere Krankheiten zugelassen waren. Das Testen dieser Medikamente am eigentlichen Virus war jedoch riskant. Die Arbeit mit lebendem 2019-nCoV erfordert Hochsicherheitslabore, die viele Einrichtungen nicht besitzen. Also mussten die Forscher kreativ werden.
Das Pangolin-Virus: Ein Stellvertreter für 2019-nCoV
Hier kommt das Pangolin-Virus ins Spiel, genannt GX_P2V. Dieses Virus, das 2017 in einem geschmuggelten Pangolin entdeckt wurde, ist eng mit 2019-nCoV verwandt. Sein Spike-Protein, der Teil des Virus, der ihm hilft, in menschliche Zellen einzudringen, ist zu 92,2 % identisch mit dem von 2019-nCoV. Beide Viren nutzen auch denselben Eintrittsweg in die Zellen: ein Protein namens ACE2 (Angiotensin-Converting Enzyme 2). Dies machte GX_P2V zu einem perfekten Modell für die Erforschung von 2019-nCoV, ohne das eigentliche Virus zu benötigen.
Um die Bedeutung von ACE2 zu bestätigen, verwendeten die Forscher eine Technik namens RNA-Interferenz, um das ACE2-Gen in im Labor gezüchteten Zellen „stummzuschalten“. Als ACE2 ausgeschaltet war, konnte das Virus die Zellen nicht infizieren. Dies bewies, dass ACE2 für die Infektion durch GX_P2V ebenso entscheidend ist wie für 2019-nCoV.
Die Arzneimittelsuche: Tausende von Medikamenten testen
Mit dem Pangolin-Virus-Modell an Ort und Stelle screenen die Wissenschaftler über 2.400 Medikamente. Darunter waren Arzneimittel, die für andere Krankheiten zugelassen waren, sowie antivirale Verbindungen. Jedes Medikament wurde in einer niedrigen Konzentration getestet, um zu sehen, ob es das Virus daran hindern konnte, Zellen zu schädigen. Die Ergebnisse waren vielversprechend. Drei Medikamente stachen heraus: Cepharanthin (CEP), Selamectin und Mefloquinhydrochlorid.
Cepharanthin: Der Star
CEP, ein pflanzliches Medikament, das zur Behandlung von niedrigen weißen Blutkörperchenzahlen verwendet wird, zeigte die stärkste antivirale Aktivität. In einer niedrigen Dosis reduzierte es die Fähigkeit des Virus, sich zu vermehren, um mehr als das 15.000-fache. Tatsächlich wurde in Zellen, die mit CEP behandelt wurden, kein lebendes Virus nachgewiesen. Aber wie funktioniert es?
Die Forscher fanden heraus, dass CEP das Virus auf zwei Arten bekämpft. Erstens blockiert es das Eindringen des Virus in die Zellen. Zweitens verhindert es die Vermehrung des Virus innerhalb der Zellen. Wenn CEP in den ersten zwei Stunden der Infektion hinzugefügt wurde, reduzierte es die Viruslast um das 2,17-fache. Wenn es nach den ersten zwei Stunden hinzugefügt wurde, reduzierte es die Viruslast um das 1.618-fache. Wenn es während der gesamten Infektion vorhanden war, betrug die Reduktion ein erstaunliches 12.459-faches.
Selamectin und Mefloquin: Unerwartete Helden
Selamectin, ein Medikament zur Behandlung von Parasiten bei Tieren, zeigte ebenfalls starke antivirale Effekte. Sein genauer Mechanismus ist noch nicht vollständig verstanden, aber es ist eine neue Entdeckung in der Coronavirus-Forschung. Mefloquin, ein Antimalariamittel, hat sich bereits bei der Bekämpfung anderer Coronaviren wie MERS-CoV und SARS-CoV bewährt. Seine Aktivität gegen GX_P2V unterstreicht sein Potenzial als COVID-19-Behandlung.
Warum ein Pangolin-Virus-Modell verwenden?
Die Verwendung von GX_P2V hat mehrere Vorteile. Erstens ist es eng mit 2019-nCoV verwandt, insbesondere im Spike-Protein. Dies macht es zu einem guten Modell für die Erforschung, wie das Virus in Zellen eindringt und sich vermehrt. Zweitens nutzt es ACE2 als Rezeptor, genau wie 2019-nCoV. Dies ermöglicht es den Forschern, Medikamente zu untersuchen, die diesen Weg blockieren. Drittens ist GX_P2V sicher in Standardlaboren zu handhaben, was es für mehr Wissenschaftler zugänglich macht.
Das große Ganze: Wildtierüberwachung und Arzneimittelwiederverwendung
Diese Studie unterstreicht zwei wichtige Strategien im Kampf gegen Pandemien. Erstens kann die Überwachung von Wildtieren helfen, Viren zu identifizieren, bevor sie auf den Menschen übergreifen. GX_P2V wurde bereits 2017 entdeckt, Jahre vor COVID-19. Hätten wir mehr darauf geachtet, wären wir besser vorbereitet gewesen? Zweitens kann die Wiederverwendung bestehender Medikamente Zeit und Ressourcen sparen. Arzneimittel wie CEP, Selamectin und Mefloquin sind bereits zugelassen, was bedeutet, dass sie schneller am Menschen getestet werden könnten.
Was kommt als Nächstes?
Die Ergebnisse sind vielversprechend, aber es gibt noch viel zu tun. CEP zeigt insbesondere Potenzial. Es ist sicher, weit verbreitet und hat sowohl antivirale als auch entzündungshemmende Eigenschaften. Dies könnte es nicht nur für die Bekämpfung des Virus, sondern auch für die Beruhigung der überaktiven Immunantwort, die bei schweren COVID-19-Fällen beobachtet wird, nützlich machen. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um seine Wirksamkeit beim Menschen zu bestätigen.
Fazit: Ein Schritt vorwärts im Kampf gegen COVID-19
Diese Forschung zeigt, dass alte Medikamente der Schlüssel zur Bekämpfung neuer Viren sein könnten. Durch die Wiederverwendung bestehender Medikamente und die Verwendung innovativer Modelle wie des Pangolin-Virus machen Wissenschaftler Fortschritte im Kampf gegen COVID-19. Obwohl wir noch nicht aus dem Gröbsten heraus sind, bieten diese Erkenntnisse Hoffnung – und eine Erinnerung daran, dass die Antworten, die wir brauchen, manchmal näher sind, als wir denken.
Nur zu Bildungszwecken.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000797