SARS-CoV-2-Pandemie und Medikamentenentwicklung gegen COVID-19

Translationale Medizin / 25. März 2020

Was kann Fraunhofer zum Kampf gegen das Virus beitragen? Hierzu äußerte sich Prof. Dr. Gerd Geißlinger, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und Gesundheitsforschungsbeauftragter der Fraunhofer-Gesellschaft, in einem Interview für die »Quersumme« (Zeitung für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Fraunhofer-Gesellschaft).

Herr Prof. Geißlinger, was ist über den aktuellen Erreger bereits bekannt und was unterscheidet ihn von bisherigen Coronaviren?

Coronaviren sind in der Humanmedizin seit vielen Jahren bekannt. Sie sollen für 10 bis 30 Prozent der Atemwegsinfektionen bei Erwachsenen verantwortlich sein, aber meist sind sie gut beherrschbar. Viel gefährlicher war das 2002 plötzlich auftretende SARS-Virus, weil es zu einem akuten Lungenversagen führen kann, ebenso wie 2012 das MERS-Virus. Genetisch ist das neue Virus SARS-CoV-2, das die Krankheit COVID-19 auslöst, mit dem ersten zu etwa 80 Prozent identisch. Es nutzt aber wahrscheinlich zusätzliche Eintrittspforten in menschliche Zellen und unterscheidet sich auch in Teilen seiner Proteinhülle.

Was unterscheidet diese Pandemie von früheren Pandemien wie MERS und SARS?

Vor allem ihre lawinenartig schnelle Verbreitung. Die Weltwirtschaft ist heute viel enger verflochten als vor 10 oder 20 Jahren. Insbesondere Chinas Anteil daran hat sich vervielfacht. Dass sich SARS-CoV-2 von dort so unglaublich schnell ausbreiten konnte, liegt aber auch daran, dass es ansteckender ist, als es SARS war. Es vermehrt sich nämlich schon im Rachen und wird durch Tröpfcheninfektion leicht übertragen. Obwohl COVID-19 eine niedrigere relative Mortalität im Vergleich zu SARS hat, ist aufgrund der exponentiellen Ausbreitung von SARS-CoV-2 von einer bisher nicht abschätzbaren Zahl von Toten auszugehen.

Wann könnte voraussichtlich der Peak in Deutschland erreicht sein?

Wenn wir das wüssten! Das kann zurzeit niemand verlässlich vorhersagen. Sehr viel wird davon abhängen, ob die Menschen vernünftig genug sind, die Pandemie ernst zu nehmen und sich so zu verhalten, dass das Virus sich nicht so schnell verbreiten kann wie bisher. Wir können nur hoffen, dass die gemeinsam von Bund und Ländern beschlossenen Maßnahmen greifen. Ziel der Maßnahmen ist ja, die Verbreitung des Virus zu verlangsamen, damit unser Gesundheitssystem nicht überlastet wird.

Was sind Ihrer Meinung nach die drei wichtigsten Maßnahmen, um die Pandemie einzudämmen?

Erstens ist es momentan am allerwichtigsten, dass wir Abstand voneinander halten und uns nicht mehr treffen. Wer zu Hause bleiben kann, sollte zu Hause bleiben. Home-Office ist das Zauberwort. Zweitens sollte sich nach wie vor jeder an die Hygienemaßnahmen wie häufiges Händewaschen halten. Drittens ist es wichtig, Infizierte frühestmöglich zu erkennen und in Isolation zu nehmen. Deshalb ist es notwendig, die Anzahl der getesteten Personen signifikant zu erhöhen. Einige Fraunhofer-Institute unterstützen hier die universitären Labors in vorbildlicher Weise. Übrigens, die notwendigen Maßnahmen werden regelmäßig im Fraunhofer-Intranet aktualisiert.

Was sind die größten Herausforderungen bei der Entwicklung eines Medikaments? Worauf kann man gegebenenfalls schon zurückgreifen?

Jede Arzneimittelentwicklung beginnt mit der Suche nach einem geeigneten Angriffspunkt und nach einem Molekül, das dieses Target modifiziert. Erleichtert wird diese Suche im Fall von SARS-CoV-2 dadurch, dass das Virus bereits relativ gut charakterisiert ist. Zum Beispiel wissen wir schon einiges darüber, wie das Virus in die Wirtszelle gelangt. Generell war ja die Entwicklung von Virostatika in den letzten Jahren relativ erfolgreich. Man denke hier beispielsweise an die Behandlung von Hepatitis C oder HIV, auch wenn das andere Viren sind. Verschiedene Viren können aber bezüglich ihrer Vermehrung und der Bildung ihrer Viruspartikel durchaus gewisse Ähnlichkeiten haben. Besondere Hoffnungen werden derzeit auf den ursprünglich gegen Ebola entwickelten Wirkstoff Remdesivir gesetzt. Er soll die Virus-Replikation hemmen und wird auch an einigen deutschen Zentren schon klinisch geprüft.

Es gibt Überlegungen, die langwierigen Verfahren bei der Medikamentenentwicklung in akuten Situationen wie dieser zu verkürzen. Wie geht man mit daraus resultierenden Risiken und Nebenwirkungen um?

Jeder neue Wirkstoff muss sicher und verträglich und sorgfältig geprüft sein, bevor er als Medikament zugelassen wird. Daran ändert sich auch in einer so akuten Situation wie der SARS-CoV-2-Pandemie prinzipiell nichts. Allerdings haben Zulassungsbehörden auf Grund der bedrohlichen Lage signalisiert, im Rahmen der Möglichkeiten Zulassungen zu unterstützen und prioritär zu behandeln. Weniger Zeit erfordert das sogenannte Repurposing von Arzneistoffen. Hier wird getestet, inwieweit bereits für andere Indikationen zugelassene Arzneistoffe auch gegen COVID-19 eingesetzt werden könnten. Da man die Nebenwirkungen und das gesamte Sicherheitsprofil dieser Arzneimittel schon kennt, könnten diese dann für die neue Indikation COVID-19 relativ schnell zugelassen werden, nachdem ihre Wirksamkeit nachgewiesen wurde. Beim Drug Repurposing sind einige Fraunhofer-Institute besonders aktiv.

Welche Forschungsansätze oder gar Projekte gibt es bereits bei den Life-Sciences-Instituten?

Einer unserer traditionell wichtigen Forschungsansätze ist es, Medikamente, die bereits in der klinischen Praxis verfügbar sind, auf ihre Verwendbarkeit in neuen Indikationen zu prüfen. Auf diese bereits genannte Repurposing-Forschung sind wir seit langem spezialisiert und bringen sie derzeit auch gegen COVID-19 zum Einsatz. Sollten wir dabei Treffer landen, werden wir diese im Rahmen unserer Proof-of-Concept-Initiative weiterverfolgen. Darüber hinaus sind einige Institute auch bei der Impfstoff-Entwicklung aktiv beteiligt. Andere engagieren sich, auch in Kooperation mit weiteren Fraunhofer-Verbünden, bei der Entwicklung diagnostischer Schnellverfahren. Wichtig ist dabei auch, dass wir Unterstützung von Fraunhofer-Instituten bekommen, die sich mit Künstlicher Intelligenz und Big Data beschäftigen. Denn sowohl in der Arzneimittel- als auch in der Diagnostikforschung müssen große Datenmengen intelligent ausgewertet werden. Das alles fließt bei Fraunhofer optimal beim sogenannten 4D-Konzept zusammen. Die 4D stehen für Drugs, Diagnostics, Devices, Data.

Und woran forscht Ihr Institut, das Fraunhofer IME, gerade? 

Das Fraunhofer IME spielt eine Schlüsselrolle im europäischen Konsortium Exscalate4CoV (E4C), das von der EU gefördert wird. In diesem Konsortium erforschen Virologen, welche Proteine für die Vermehrung von SARS-CoV-2 essenziell sind. In einem ultraschnellen virtuellen Screening prüfen unsere italienischen Projektpartner von Dompé farmaceutici dann in silico, von welchen Substanzen diese Proteine gehemmt beziehungsweise moduliert werden könnten. Das Fraunhofer IME am Standort Hamburg überprüft diese Voraussagen dann in vitro mit seinen Screening-Robotern und einmaligen eigenen Substanzbibliotheken.

 

Interview: Mandy Bartel