Josephien Albrecht
Josephien Albrecht

Content-Managerin

Alpakas gegen Corona: Neue Therapie mittels hochwirksamer Antikörper?

Ein Göttinger Forscherteam hat mithilfe von Alpakas hochwirksame Mini-Antikörper - sogenannte Nanobodies - entwickelt, die SARS-CoV-2 und seine Varianten ausschalten können. Es ist der bisher vielversprechendste Therapieansatz im Kampf gegen Covid-19.

Auch nach fast 1,5 Jahren Pandemie gibt es nur wenig wirksame Medikamente zur Behandlung von Covid-19. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen und der Universitätsmedizin Göttingen haben nun Mini-Antikörper entwickelt, die das Coronavirus bis zu 1000-Mal besser als bisher eingesetzte Antikörper neutralisieren. Die Baupläne für diese neuen Mini-Antikörper lieferten die drei Alpakas Britta, Nora und Xenia.

Wie wurden die Alpaka-Antikörper gewonnen?

„Nanobodies stammen aus Alpakas und sind deutlich kleiner und einfacher aufgebaut als herkömmliche Antikörper“, berichtet Prof. Dr. Dirk Görlich, Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie. Auch andere Kamelarten oder Haie haben ein ähnlich einzigartiges Immunsystem wie die Alpakas.

Damit die Mini-Antikörper im Blut der Alpakas gebildet werden, injizierten die Wissenschaftler den Tieren mehrfach Teile des Coronavirus-Spike-Proteins. Das Immunsystem der Alpakas bildete daraufhin die Antikörper. Anschließend erfolgte eine Blutentnahme durch die Forscher. Darunter leiden mussten die Tiere nicht, erklärt Görlich: „Die Belastung für unsere Tiere ist insgesamt sehr gering, vergleichbar mit einer Impfung und Blutuntersuchung beim Menschen.“

Aus dem entnommenen Blut konnten die Wissenschaftler die besten Nanobodies extrahieren, diese auf ihre Wirksamkeit testen und weiterentwickeln. Das geschieht mittels Labortests an Zellkulturen, in denen eine Virusinfektion nachgestellt wird. „Einige der Nanobodies waren wirklich beeindruckend. Weniger als ein millionstel Gramm dieser Nanobodies in einem Liter Medium genügt, um eine Infektion vollständig zu verhindern”, beschreibt Wissenschaftlerin Kim Stegmann die herausragende Wirksamkeit der Mini-Antikörper.

Wie funktioniert die Bekämpfung von Covid-19 mittels Antikörpern?

Die Nanobodies binden sich an die Rezeptor-Bindedomäne des Coronavirus-Spike-Proteins und blockieren diese. Somit verhindern sie, dass das Virus andere Zellen im Körper infiziert, da es sich nun nicht mehr an diese Zellen „andocken” kann. Grundsätzlich funktionieren auch andere Antikörper so.

Die von den Alpakas gewonnenen Nanobodies zeichnen sich jedoch durch eine extreme Stabilität und Hitzebeständigkeit von bis zu 95 Grad Celsius aus. Die Vorteile dessen führt Matthias Dobbelstein, Professor und Direktor des Instituts für Molekulare Onkologie an der Universitätsmedizin Göttingen, vor Augen: „Das sagt uns zum einen, dass die Nanobodies im Körper lange genug aktiv bleiben könnten, um zu wirken. Zum anderen lassen sich temperaturstabile Nanobodies viel einfacher herstellen, verarbeiten und lagern.“

Auch die geringe Menge benötigter Nanobodies zur Bekämpfung des Virus trägt zu verringerten Produktionskosten bei. Im gleichen Zuge würden Patienten weniger belastet werden, wenn ihnen nur geringe Mengen des Medikaments für eine wirksame Behandlung verabreicht werden müssen.

Sind die Nanobodies auch gegen die Virus-Mutationen wirksam?

Laut Doktor Görlich vereinen die Nanobodies „erstmals extreme Stabilität und höchste Wirksamkeit gegen das Virus und dessen Alpha-, Beta-, Gamma- und Delta-Varianten“. Zwar wurde die Antikörper-Produktion im Körper der Alpakas mit Teilen aus der ursprünglichen Virus-Variante angeregt. Dennoch produzierten die Immunsysteme der drei Tiere Mini-Antikörper, die auch gegen alle derzeit bekannten Mutationen wirksam sind.

Wissenschaftler Thomas Güttler vom Max-Planck-Institut macht Hoffnung, dass auch zukünftige Virus-Mutationen effektiv durch das Immunsystem der Alpakas abgewehrt werden könnten: „Sollten sich unsere Nanobodies bei einer zukünftigen Variante als zu wenig wirksam erweisen, können wir die Alpakas erneut immunisieren. Da sie bereits gegen das Virus geimpft sind, würden sie sehr schnell ihre Antikörper an die neuen Varianten anpassen.“

Wann könnte der Wirkstoff zum Einsatz kommen?

Aufgrund der geringen Produktionskosten und der einfachen Entwicklung der Nanobodies sind sie schnell in großer Mengen herstellbar. Die Forscher gehen davon aus, dass sie – im Gegensatz zu vielen anderen Antikörpern, die aufwendig und teuer in der Produktion sind – den Medikamentenbedarf weltweit im Kampf gegen Corona decken könnten.

Aktuell laufen die Vorbereitungen für klinische Tests. Infrage kommt hier beispielsweise der Einsatz als Proteinimpfstoff. Angesichts wieder steigender Infektionszahlen arbeiten die Forscher auf Hochtouren. „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“, bekräftigt Prof. Dr. Matthias Dobbelstein.

Bildquelle: Carmen Rotte / Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie