Von Bakterien zu Insekten: Neue Ansätze gegen Influenzaviren

Die saisonale Grippe gehört weltweit zu den wichtigsten Atemwegserkrankungen. Jedes Jahr erkranken Millionen Menschen schwer, hunderttausende sterben. Ein Problem: Influenzaviren mutieren schnell. Impfstoffe müssen daher regelmäßig angepasst werden, und gegen vorhandene Medikamente haben die Viren bereits Resistenzen entwickeln. Gesucht werden deshalb neue Therapien. Ein vielversprechender Ansatz besteht darin, Wirtsfaktoren – also Proteine des Menschen - zu adressieren, was die Entstehung von Resistenzen deutlich reduziert.

Am Fraunhofer IME wurde eine Plattform entwickelt, mit der sich antiviral wirksame Moleküle aus komplexen Gemischen schnell aufspüren lassen. In dieser sogenannten UHPLC-UHR-MS/MS-Pipeline werden zunächst Extrakte aus Bakterien, Pilzen oder Insekten im Labor auf antivirale Wirkung getestet. Anschließend werden die aktiven Proben in viele kleine Fraktionen aufgetrennt und mit hochauflösender Massenspektrometrie chemisch »durchleuchtet«. So kann die antivirale Wirkung Schritt für Schritt auf einzelne Moleküle zurückgeführt werden - bekannte Naturstoffe werden erkannt und neue Substanzen lassen sich gezielt weiter untersuchen.

Wie gut das funktioniert, zeigte die Analyse von Extrakten eines marinen Bakteriums (Tistrella mobilis): Hier identifizierte die Pipeline zuverlässig den bekannten Naturstoff Didemnin B. Dieser Stoff wirkte stark gegen unterschiedliche Influenzaviren.

Ein weiterer Schwerpunkt lag auf Naturstoffen aus Insekten. In der Hämolymphe, der blutähnlichen Körperflüssigkeit, der Larven der Großen Wachsmotte (Galleria mellonella) wurde ein Protein entdeckt, das als „Inducible Serine Protease Inhibitor 2“ (ISPI‑2) identifiziert wurde. ISPI-2 blockiert ein menschliches Enzym (TMPRSS2), das Grippeviren für den Eintritt in die Zellen benötigen. In Zellkulturversuchen hemmte ISPI-2 die Vermehrung eines H1N1-Grippevirus deutlich und war auch in menschlichen Lungenzellen wirksam. In Kombination mit dem zugelassenen Grippemedikament Oseltamivir verstärkte sich der antivirale Effekt.

Die Ergebnisse zeigen: Die neue Pipeline ist ein leistungsfähiges Werkzeug, um aus sehr unterschiedlichen Bioressourcen - von Bakterien, Pilzen bis zum Insekt - vielversprechende Leitstrukturen zu gewinnen. Sie ermöglicht sowohl die Entdeckung bekannter wirksamer, Moleküle als auch die Identifizierung neuer, Wirts-gerichteter Kandidaten wie ISPI-2. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung zukünftiger Grippetherapien mit neuen Wirkmechanismen.