Assayentwicklung zur qualitativen Bewertung von SARS-Cov-2-spezifischen Immunantworten

Testverfahren, die zuverlässig über den SARS-CoV-2 Immunstatus Auskunft geben, spielen eine entscheidende Rolle bei der gezielten Relaxierung von Steuerungsmaßnahmen. Bei der Herstellung solcher Immunoassays kommen hauptsächlich rekombinant hergestellte Varianten des SARS-CoV-2 Spike Proteins (S-Protein). Bei der Bereitstellung dieser Reagenzien gibt es zur Zeit massive Engpässe. Die Produktionskapazitäten im Bereich der tierischen Zellkulturen waren komplett ausgeschöpft und die Qualität der erhältlichen Reagenzien war teilweise mangelhaft. Das Fraunhofer IME verfügt über die Expertisen und Kapazitäten zur schnellen Produktion von komplexen Glycoproteinen in Pflanzen. Im Rahmen des Fraunhofer Anti-Corona-Programms wurde im Projekt „Coronadiagnostika in Pflanzen“ (CDP) an der schnellen Etablierung und Skalierung eines pflanzenbasierten, transienten Herstellungsprozesses für S-Protein Varianten als spezifische Assayreagenzien gearbeitet. Das humane Angiotensin-konvertierenden Enzym 2 (ACE2) ist ein weiteres interessantes Molekül zur Entwicklung und Verbesserung von SARS-CoV2-Serumassays. Die Rezeptorbindedomäne (RBD) des S-Proteins bindet an ACE2 und ermöglicht so das Eindringen in die Zelle. 

Im Projektvorhaben ARRay sollte ein effizienter Prozess zur rekombinanten Herstellung von ACE2 Proteinvarianten im transienten Pflanzensystem etabliert werden. Diese sollten dann zur Entwicklung von Assays zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung und Qualitätskontrolle von S-Protein Varianten aus dem CDP-Projekt verwendet werden. Die Entwicklung neuer Assays zur in vitro Quantifizierung der Virus-neutralisierenden Aktivität von Immunseren über eine Inhibierung der RBD-ACE2 Interaktion in einem kompetitiven Setup war ein zweites wichtiges Projektziel, dass dazu beitragen sollte durch Korrelation mit epidemiologischen Daten, ein funktionell-basiertes, quantifizierbares „Correlate of Protection“ zu definieren. ARRay stellte mit seinem Beitrag von Reagenzien zur Qualitätskontrolle sowie zur Entwicklung verfeinerter Assays zur Charakterisierung von Immunseren eine optimale und komplementäre Ergänzung zum CDP Projekt dar. Das Projekt unterstützte damit das Ziel der Ausweitung der Diagnosemöglichkeiten zum besseren Verständnis der Serologie und damit des Infektionsverlaufs.