Forscher: Körpereigenes Protein schwächt Virus

Ein spezielles Eiweiß macht Wissenschaftlern Hoffnung auf neue Medikamente gegen Corona

ULM (sz) - Ulmer Forschende haben untersucht, was der Mensch so alles an antiviralen körpereigenen Proteinen und Peptiden auf Lager hat, die im Kampf gegen das neuartige Coronavirus hilfreiche Dienste leisten. Dabei stießen die Wissenschaftler auf Alpha-1-Antitrypsin. Dieses Protein wirkt antiviral, indem es ein bestimmtes zelluläres Enzym hemmt, das wiederum für die Aktivierung des viralen Spike-Proteins von Sars-CoV-2 entscheidend ist. Der Effekt: Die Viren können nicht in die Zielzelle eindringen und sich damit nicht weiter ausbreiten.

Der menschliche Organismus ist den Coronaviren nicht gänzlich wehrlos ausgeliefert. Dafür sorgt nicht nur die erregerspezifische Immunabwehr, sondern auch ein Heer von körpereigenen Proteinen, das den viralen Eindringlingen Paroli bietet. Wie Ulmer Forschende herausgefunden haben, gehört dazu das Protein Alpha-1Antitrypsin. Die Wissenschaftler vom Institut für Molekulare Virologie des Universitätsklinikums Ulm haben dafür Lungenspülflüssigkeit auf körpereigene antivirale Proteine untersucht. Dafür wurde eine sogenannte bronchoalveolären Lavage durchgeführt, bei der aus den Lungenbläschen (Alveolen) Körpersekret beziehungsweise Schleim zu Analyse- und Diagnostikzwecken „ausgewaschen“wird. Aus dieser Flüssigkeit isolierten die Forscher Proteine sowie Peptide und untersuchten, ob diese die Infektion hemmen.

„Dabei stießen wir auf ein ganz besonderes Protein: das Alpha-1-Antitrypsin“, sagt Professor Jan Münch vom Institut für Molekulare Virologie am Universitätsklinikum Ulm, der die „Nature Communications“-Studie koordiniert hat. Aus der Biologie und Medizin ist dieses als sogenanntes Akute-Phase-Protein bekannt. Dazu gehören spezielle Proteine, die verstärkt bei Infektionen und Gewebsverletzungen

auftauchen. Alpha-1Antitrypsin besitzt in diesem Zusammenhang verschiedene entzündungshemmende Eigenschaften.

„Aber auch wenn keine Entzündung vorliegt, hilft Alpha-1-Antitrypsin dabei, immunologische Kollateralschäden im Gewebe zu begrenzen, indem es bestimmte Proteasen in Schach hält“, erklärt Lukas Wettstein, Doktorand und Erstautor der Studie. Proteasen sind bestimmte Enzyme, die Proteine in Peptide und deren Grundbausteine, die Aminosäuren, zerschneiden.

Zusammengefasst: Das Forschungsteam konnte nun experimentell nachweisen, dass Alpha-1-Antitrypsin eine antivirale Wirkung entfalten kann. Dafür haben die Wissenschaftler sowohl menschliche Darmkrebszellen als auch primäre Lungenepithelzellen damit versetzt und anschließend mit Sars-CoV-2 infiziert. Dabei kam heraus, dass das Protein die virale Infektion und die Ausbreitung zwischen den Zellen verhindert.

„Unsere Forschung hat gezeigt, dass das körpereigene Protein Alpha-1-Antitrypsin dem angeborenen Immunsystem dabei helfen kann, die Coronaviren im Zaum zu halten und an der Vermehrung zu hindern“, sagen Carina Conzelmann und Tatjana Weil, die die Experimente im Hochsicherheitslabor durchgeführt haben. Das Potenzial der Befunde sei beträchtlich: Medikamente könnten zur Behandlung und Prävention von Covid-19 in kurzer Zeit umfunktioniert werden, schreiben die Forscher. Der Ansatz sei vielversprechend, und die klinischen Studien, die es dafür braucht, liefen bereits. „Körpereigene Proteine stärken also nicht nur unser angeborenes Immunsystem, sondern sie könnten auch im Kampf gegen die Pandemie therapeutisch eingesetzt werden“, ist das Forschungsteam überzeugt.