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Max-Planck-Institut

Forscher wollen Alpaka-Nanobodys gegen Covid-19 testen

Wieder einmal machen Nanobodys als neutralisierende Agenzien gegen SARS-CoV-2 Schlagzeilen: Göttinger Wissenschaftler berichten über stark an SARS-CoV-2 bindende Vertreter dieser Molekülklasse, die zudem extreme Hitze unbeschadet überstehen können. Sie werden nun für klinische Prüfungen vorbereitet.
Theo Dingermann
29.07.2021  09:00 Uhr

Nanobodys sind kamelide Antikörper beispielsweise aus Dromedaren, Kamelen, Lamas oder Alpakas. Anders als gewöhnliche Antikörper bestehen Nanobodys nur aus zwei schweren Ketten – die leichten Ketten fehlen hier. Zudem sind sie gut wasserlöslich und zeichnen sich durch eine hohe Hitzebeständigkeit aus. Das sind gute Voraussetzungen, um sie als Wirkstoffe zu entwickeln.

Dies alles ist zwar nicht neu. Aber Wissenschaftlern des Max Planck Instituts für Biophysikalische Chemie und der Universitätsmedizin Göttingen berichten diese Woche von ganz besonders interessanten Nanobodys, die gegen die Rezeptor-Bindedomäne (RBD) des S-Proteins von SARS-Cov-2 gerichtet sind und dessen Funktion äußerst effektiv inaktivieren. Ihre Arbeit wird im »The EMBO Journal« erscheinen.

Aus einer Alpaka-Immunbibliothek gelang es den Forschern, 45 infektionshemmende Nanobodys zu isolieren. Der wirksamste Vertreter neutralisiert SARS-CoV-2 in einer Konzentration von 17-50 pM (0,2-0,7 µg pro Liter). Er bindet S-Proteine, die sowohl in der Prä- als auch in der Postfusionskonformation vorliegen. In der Röntgenstrukturanalyse des Immunkomplexes aus RBD mit dem Nanobody ist eine erstaunlich hohe Passgenauigkeit zu erkennen.

In vitro auch wirksam gegen Virusmutationen

Zudem konstruierten die Wissenschaftler Tandem-Varianten des Nanobodys. Diese erkennen unterschiedliche Bereiche auf der Rezeptor-Bindedomäne und binden dann gemeinsam an das Spike. Solche Varianten tolerieren auch die Immune-Escape-Mutationen K417N/T, E484K, N501Y und L452R der Alpha-, Beta-, Gamma-, Epsilon-, Iota- und Delta/Kappa-Linien.

Schließlich gelang es Nanobodys zu isolieren, die gewissermaßen als Chaperone der Rezeptor-Bindedomäne dabei hilft, die korrekte dreidimensionale Struktur einzunehmen. Das eröffnet die Möglichkeit, Nanobodys auch aus E. coli-Zellen zu isolieren, in denen sich die Antikörper normalerweise nicht korrekt falten.

Unter dem Aspekt des Einsatzes von Medikamenten in der realen Welt ist positiv zu vermerken, dass die Nanokörper Temperaturen von 95°C standhalten können. Dies hebt auch der Direktor am Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie Professor Dr. Dirk Görlich hervor, der in einer Pressemitteilung des Instituts betont: »Die isolierten Antikörper vereinen erstmals extreme Stabilität und höchste Wirksamkeit gegen das Virus und dessen Alpha-, Beta-, Gamma- und Delta-Varianten«.

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