Die Entdeckung von UCLouvain könnte unabhängig von den Mutationen dem SARS-CoV-2-Virus entgegenwirken

Trotz der Wirksamkeit von Impfkampagnen weltweit besteht die Bedrohung durch Covid-19 immer noch. Zunächst einmal könnte sehr wohl eine neue SARS-CoV-2-Variante entstehen, die möglicherweise nicht auf aktuelle Impfstoffe anspricht. Zweitens bleibt die langfristige Wirksamkeit der Impfstoffe unbekannt. Schließlich werden weiterhin Fälle von akuten Infektionen gemeldet. Und doch gibt es bis heute keine wirksame Behandlung.

Um ein antivirales Mittel zu entwickeln, das eine Infektion verhindert, ist es zunächst notwendig, die genauen Mechanismen (auf molekularer Ebene) zu verstehen, die das Virus verwendet, um eine Zelle zu infizieren. An dieser Aufgabe arbeitet das Team von David Alsteens, Forscher am Institut für Biomolekulare Wissenschaften und Technologien der Universität Louvain (UCLouvain), Belgien, seit zwei Jahren. In einer Studie veröffentlicht in Naturkommunikationuntersuchten sie die Wechselwirkung zwischen Sialinsäuren (SAs), einer Art Zuckerreste, die auf der Oberfläche von Zellen vorhanden sind, und dem Spike-Protein (S) von SARS-CoV-2 (mittels Rasterkraftmikroskopie). Der Zweck? Um seine Rolle im Infektionsprozess zu verstehen.

Was wissen wir bereits? Dass alle Zellen mit Zuckerresten verziert sind. Und welchen Zweck erfüllen diese Zucker? Zur Förderung der Zellerkennung, wodurch Viren ihre Ziele leichter identifizieren können. Aber auch, um ihren Anheftungspunkt zu erleichtern, damit sie in ihre Wirtszelle eindringen und so ihre Infektion einleiten können.

Was haben die Forscher der UC Louvain entdeckt? Sie identifizierten eine Variante dieser Zucker (9-O-acetyliert), die stärker mit dem S-Protein interagierte als andere Zucker. Kurz gesagt, sie fanden den Schlüsselsatz, mit dem Viren die Zellentür öffnen können. Warum ein Schlüsselbund? Das Virus besteht aus einer Reihe von Stachelproteinen mit einem Saugnapfeffekt, der es ihnen ermöglicht, sich an die Zelle zu binden und schließlich einzudringen. Je mehr Schlüssel das Virus findet, desto besser ist die Interaktion mit der Zelle und desto weiter öffnet sich die Tür. Daher ist es wichtig herauszufinden, wie der Virus es schafft, die Zugangsschlüssel zu vervielfachen.

Hier kommt die zweite Entdeckung der UCLouvain-Forscher ins Spiel: Sie beschlossen, das Virus in seiner eigenen Falle zu fangen, indem sie es daran hinderten, an seine Wirtszelle zu binden. Wie? Indem es die Anknüpfungspunkte des S-Proteins blockiert und so jegliche Interaktion mit der Zelloberfläche unterdrückt. Als hätte man am Schloss der Zellentür ein Vorhängeschloss angebracht. Eine der Bedingungen dafür ist, dass die Wechselwirkung zwischen dem Virus und dem blockierenden Mittel stärker ist als die zwischen Virus und Zelle. In diesem speziellen Fall zeigten die Wissenschaftler, dass multivalente Strukturen (bzw Glycocluster) mit mehreren 9-O-acetylierten Sialinsäuren auf ihrer Oberfläche (die berühmte Zuckervariante, die vom UCLouvain-Team entdeckt wurde) sind in der Lage, sowohl die Bindung als auch die Infektion durch SARS-CoV-2 zu blockieren. Wenn sich das Virus nicht an die Zellen anheftet, kann es nicht eindringen und stirbt daher ab (Lebensdauer 1 bis 5 Stunden). Diese Sperrwirkung verhindert eine Infektion.

Im Kontext der Covid-19-Pandemie adressierten die verschiedenen Impfstoffe in erster Linie die SARS-CoV-2-Mutationen, nicht aber das Virus als Ganzes. Diese Entdeckung von UCLouvain hat den Vorteil, dass sie unabhängig von den Mutationen auf das Virus einwirkt.

Was kommt als nächstes? Das Team von UCLouvain wird Tests an Mäusen durchführen, um diese Blockierung von Virusbindungsstellen anzuwenden und zu beobachten, ob dies auf den Organismus wirkt. Die Ergebnisse sollten bald verfügbar sein und zur Entwicklung eines antiviralen Mittels auf Basis dieser Zucker führen, das im Falle einer Infektion oder eines Kontakts mit hohem Risiko als Aerosol verabreicht wird.

Diese Entdeckung ist auch für die Zukunft interessant, um anderen Viren mit ähnlichen Bindungsfaktoren entgegenzuwirken.

Quelle:

Zeitschriftenreferenz:

Petitjean, SJL, et al. (2022)Multivalente 9-O-acetylierte Sialinsäure-Glycocluster als potente Inhibitoren für die SARS-CoV-2-Infektion. Naturkommunikation. doi.org/10.1038/s41467-022-30313-8.

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