Lead
Unsere Forschung hat zum Ziel eine neue Generation von Antikörpern zu erzeugen, die zahlreiche Bindungsstellen enthalten, um den Eintritt von SARS-CoV-2 in Zellen effizient zu blockieren. Die geringe Grösse dieser Antikörper könnte zu einer besseren Verbreitung im Gewebe und damit zu einem besseren Funktionieren der viralen Resistenzmechanismen führen und die Produktion neuartiger Medikamente ermöglichen.

Lay summary

Hintergrund

Die Covid-19-Pandemie hat eine noch nie da gewesene, weltweite Gesundheits- und Wirtschaftskrise ausgelöst. Angesichts der Tatsache, dass zurzeit weder ein Impfstoff noch Behandlungsmethoden verfügbar sind, ist die Entwicklung von neuen Therapien entscheidend.

Der Eintritt von SARS-CoV-2 in die Zelle wird durch das Spike-Protein (S) gesteuert, welches in der Virushülle enthalten ist. Es verbindet sich mit einem Rezeptor auf der angepeilten Zelle, was zur Injektion der genetischen Information des Virus in die Zelle führt. Nach einer Infektion ist das S-Protein ein wichtigster Angriffspunkt der Antikörperproduktion des Immunsystems.

Forschungsziele

Unser Projekt befasst sich mit der Entwicklung einer neuen Generation von neutralisierenden Antikörper, welche den Eintritt des Virus in die Zelle blockieren. Die im Rahmen des Projekts entwickelten Antikörper sollen verschiedene Mini-Domänen enthalten, die aus den Antikörpern von Lamas gewonnen werden. In fusionierter Form zielen sie gleichzeitig auf mehrere Funktionsbereiche des S-Proteins ab.

Erwartete Ergebnisse und Produkte

In Zusammenarbeit mit den Universitäten Bern und Zürich wird mit einer innovativen synthetischen Plattform zuerst eine Reihe Mini-Domänen identifiziert und anschliessend biochemisch (in Bezug auf die Affinität), strukturell (molekulare Lokalisation der Mini-Domänen auf dem S-Protein mit elektronischer Cryo-Mikroskopie) und funktional (Neutralisationstest) beschrieben. Durch die vertiefte Charakterisierung können wir verschiedene, hervorragende Mini-Domänen auswählen, mit dem Ziel sie zu fusionieren und möglicherweise Biomoleküle mit einer nie da gewesenen Effizienz in der Neutralisierung von Viren zu produzieren.

Beitrag zur Bewältigung der aktuellen Pandemie

Antikörper mit solchen Multi-Domänen könnten eine aussergewöhnlich hohe therapeutische Wirksamkeit haben. Folgende Faktoren sind entscheidend: (i) eine deutlich höhere neutralisierende Leistungsfähigkeit als konventionelle Antikörper dank zahlreicher Antikörper-Bindungsstellen zum S-Protein, (ii) ein geringeres Risiko für die Entwicklung von resistenten Viren dank variablen Angriffspunkten, (iii) die vielversprechende Möglichkeit zur Entwicklung eines Medikaments zum Inhalieren und (iv) ein technischer Ansatz zur Produktion von neutralisierenden Antikörpern - nicht nur gegen SARS-CoV-2, sondern möglicherweise auch gegen andere Coronaviren im Zusammenhang mit künftigen Epidemien oder Pandemien.