Virologie-Studie: Bessere Corona-Abwehr durch potente Proteine

[14.02.2022] Interferone sind die erste Verteidigungslinie des Körpers gegen Infektionen; Subtypen dieser Botenstoffe haben unterschiedliche Wirkungen. Forschende der Medizinische Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) konnten mit einem Team der Ruhr-Universität Bochum (RUB) zeigen, welche Interferon-Subtypen die effektivste Wirkung gegen SARS-CoV-2 hervorrufen. Ihre Erkenntnisse helfen, besser zu verstehen, wie der Körper versucht, das „Coronavirus“ abzuwehren. Darauf aufbauend können nun Therapien entwickelt werden, um besonders gefährdete Betroffene in der Frühphase einer Infektion zu behandeln. Die renommierte Zeitschrift PNAS publiziert die Ergebnisse der Teams von Dr. Kathrin Sutter (Institut für Virologie, Universitätsklinikum Essen) und Prof. Dr. Stephanie Pfänder (Abteilung Medizinische und Molekulare Virologie, RUB).* Ihre Forschung wurde gefördert durch das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen der VIRus-ALlianz NRW** und durch die Stiftung Universitätsmedizin Essen.

Wenn das menschliche Immunsystem Viren erkennt, schüttet es Interferone aus (engl. to interfere, dt. sich einmischen). Kommt es zu einer viralen Infektion, setzt das menschliche Abwehrsystem sogenannte Interferon-Alpha-Varianten (IFN-Alpha) frei. Diese potenten Proteine können verhindern, dass sich Viren vermehren und ausbreiten. Ein Mensch trägt 12 solcher IFN-alpha-Subtypen in sich. Gegen weit verbreitete Erkrankungen sind sie bewährte Wirkstoffe, vor allem das Typ-I-Interferon Alpha 2, das vielfach gegen Hepatitis C und B zum Einsatz kommt. „Es gibt aber Subtypen der Interferone, deren klinisches Potenzial noch nicht ausgelotet ist“, sagt Stephanie Pfänder.

Die Forschenden analysierten die zelluläre Antwort auf diese Subtypen bis ins Detail. Transkriptomanalysen erlaubten es, sämtliche in Zellen enthaltene RNA zu messen und daraus abzulesen, welche Gene nach Einwirkung eines Interferons vermehrt oder vermindert abgelesen werden. Deren Information wird in Proteine übersetzt. Proteomanalysen zeigten, wie sich die Gesamtheit der vorhandenen Proteine nach Gabe eines Interferons verändert. Die durch die Interferon-Subtypen hervorgerufene zelluläre Reaktion bezeichnen die Forschenden als Immunsignatur.

Bestimmte Subtypen rufen besonders effektive Immunantwort hervor

„Wir konnten zeigen, dass bestimmte Interferon-Alpha-Subtypen außerordentlich effektiv gegen SARS-CoV-2 wirken“, berichtet Kathrin Sutter. „Dabei gibt es deutliche Unterschiede in der Stärke der antiviralen Aktivität der Subtypen.“ So rief der Alpha-5-Subtyp eine besonders effektive Immunsignatur gegen das Virus hervor. Der antivirale Effekt, den die Forschenden in Zellkultur messen konnten, steigerte sich noch deutlich durch eine Kombination mit dem antiviralen Medikament „Remdesivir“. „Diese Studie lässt Rückschlüsse darauf zu, auf welche Botenstoffe und Gene es bei der Bekämpfung von SARS-CoV-2 besonders ankommt“, erklärt Stephanie Pfänder. Zudem bieten die Ergebnisse eine möglicherweise direkte Alternative in der Behandlung von COVID-19-Patient:innen durch die frühe Gabe bestimmter stark antiviral wirkender Interferon-Alpha-Subtypen.

Bereits seit 2009 forscht und publiziert Dr. Sutter zu der anti-viralen Wirkung von Interferon-Alpha-Subtypen. 2021 gewann sie zusammen mit einem Team der Essener Virologie einen Innovationswettbewerb. Sie hatten ein Verfahren patentieren lassen, mit dem Viren in Zukunft effektiver bekämpft werden können. Zusammen mit einem Biotech-Unternehmen entwickelt man jetzt neue Medikamente gegen lebensbedrohliche Virusinfektionen. Mehr Informationen dazu wurden unter http://www.uni-due.de/med/meldung.php?id=1163 veröffentlicht.

* Link zur Originalveröffentlichung: http://doi.org/10.1073/pnas.2111600119,
„Differential interferon-Alpha subtype induced immune signatures are associated with suppression of SARS-CoV-2 infection“

** Details zur VIRus-ALlianz NRW: http://viral-nrw.de