Einem Forscherteam ist es gelungen, die Erbinformation von SARS-CoV-2 mit spezifischen Enzymen direkt nach dem Eindringen in die Zelle zu zerstören. Ihre Erkenntnisse wollen sie für die Entwicklung einer neuen Covid-Therapie nutzen.
Unser Genom enthält Bauanleitungen für Proteine und andere Moleküle. Damit diese von der Zelle produziert werden können, muss zunächst eine Art Abschrift dieser Bauanleitung erstellt werden, die in Form von sogenannten RNA-Molekülen vorliegt. Die Abschrift wird von den Zellen erkannt und umgesetzt. „Es existiert aber auch ein Mechanismus, der ganz spezifisch diese RNA zerstören kann, und in allen menschlichen Zellen als Teil der Genregulation stattfindet“, erklärt Dr. Thomas Michler, der die aktuelle Studie am Institut für Virologie der TUM und des Helmholtz Zentrums München geleitet hat. „Es handelt sich um die sogenannte RNA-Interferenz.“
Dabei werden in der Zelle kurze RNA-Stücke gebildet, siRNA genannt (small interfering RNA). Diese können spezifisch an bestimmte Stellen in einem RNA-Molekül binden. Die siRNA bildet mit Proteinen den sogenannten RNA-induzierten Silencing-Komplex (RISC) – ein Enzym, das die Ziel-RNA zerschneidet.
„Es gibt schon länger die Bestrebung, diesen Mechanismus für die Therapie von Krankheiten zu nutzen“, erklärt Ulrike Protzer, die Leiterin des Instituts für Virologie. „In den vergangenen Jahren gab es viele Fortschritte in diesem Bereich. Unter anderem ist es nun möglich, die siRNA durch chemische Modifikationen so zu stabilisieren, dass sie nicht so schnell in den Zellen abgebaut wird.“
Bei SARS-CoV-2 gibt für die RNA-Interferenz zwei Angriffspunkte: Zum einen besteht das Genom des Virus aus RNA, welche in die infizierte Zelle eingeschleust wird und den Bauplan für neue Viren enthält. Zum anderen werden sogenannte subgenomische RNA-Moleküle gebildet, welche die Wirtszelle anweisen, Virus-Proteine zu produzieren.
Das Forscherteam wollte vor allem herausfinden, welche Strukturen der Virus-RNA am besten angegriffen werden können und in welchem Schritt des Replikationszyklus die Behandlung erfolgen sollte. „Unser Hauptergebnis ist, dass die RNA-Interferenz am effektivsten ist, wenn das Virus gerade in die Zelle eingedrungen ist“, erklärt Shubhankar Ambike, einer der Erstautoren der Studie. Hierbei waren siRNAs, welche selektiv das Virus-Genom angreifen, anderen siRNAs, die die subgenomischen RNA-Moleküle angreifen, überlegen.
In Kooperation mit Kollegen der Ludwig-Maximilians-Universität und des Helmholtz Zentrum München machten die Forscher zudem Versuche an menschlichem Lungengewebe, das sie mit SARS-CoV-2 infiziert hatten. In den Versuchen konnten sie ihre Ergebnisse bestätigen. In einem anschließenden Projekt planen die Forscher nun eine Methode zu entwickeln, mit deren Hilfe der Wirkstoff am effektivsten in die Lunge eingebracht werden kann. Die Ergebnisse könnten auch Grundlage für Therapien von anderen respiratorischen Viruserkrankungen sein.
Dieser Beitrag basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität München. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Eugen Str, unsplash