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Wirkstoffforschung zu SARS-CoV-2 und COVID-19

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Die Forschung an Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2 und COVID-19 zielt darauf ab, den Krankheitsverlauf abzumildern oder einen Ausbruch der Krankheit zu verhindern. Dazu wird zum einen an chemischen Stoffen gearbeitet, die das Virus blockieren und zum anderen wird an sogenannten neutralisierenden Antikörpern geforscht. Diese Antikörper werden aus genesenen COVID-19-Infizierten isoliert und könnten andere Menschen für eine begrenzte Zeit vor einer Infektion schützen - es erfolgt eine passive Immunisierung.

Initiative zur Beschleunigung der Entwicklung von Therapien für COVID-19 und zukünftige Coronavirus-Ausbrüche

Das neue Konsortium CARE (Corona Accelerated R&D in Europe), das von der öffentlich-privaten „Innovative Medicines Initiative“ (IMI) gefördert wird, hat seinen Start bekannt gegeben. Ziel des Konsortiums ist eine beschleunigte Erforschung und Entwicklung dringend benötigter Medikamente zur Behandlung von SARS-CoV-2, dem Virus, das COVID 19 auslöst. CARE wird mit insgesamt 77,7 Millionen Euro durch finanzielle Beiträge der Europäischen Union (EU) sowie Finanz- und Sachbeiträgen von elf Unternehmen der „European Federation of Pharmaceutical Industries and Associations“ (EFPIA) und von drei IMI-assoziierten Partnern unterstützt. CARE ist auf fünf Jahre ausgelegt und bündelt die Arbeit von 37 Partnereinrichtungen aus Belgien, China, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, den Niederlanden, Polen, der Schweiz, aus Spanien und den USA und wird von VRI-Inserm (dem französischen nationalen Institut für Gesundheit und medizinische Forschung in Paris in Frankreich), Janssen Pharmaceutica NV, einem der Janssen-Pharmaceutical-Unternehmen von Johnson & Johnson (Beerse, Belgien), und der Takeda Pharmaceuticals International AG (Zürich, Schweiz) geleitet. CARE verbindet COVID-19-Projekte, die von den Partnern seit Februar 2020 gestartet wurden.

Ansprechpartner:   Dr. Katharina Rox

Kooperationspartner:

  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • alle 37 Partner sind auf der Webseite der EU gelistet

Förderung: 77.700.000 € der Europäischen Union und von industriellen Partnern

weitere Informationen: Webseite des HZI und Boehringer Ingelheim

Breitband-Wirkstoff gegen SARS-CoV-2

RESIST-Forscher Professor Pietschmann leitet die in Deutschland stattfindenden Forschungsarbeiten eines internationalen Konsortiums, das nach einem Medikament gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 sucht – in der weltweit führenden Wirkstoff-Sammlung.

Innovationen auf Basis bewährter Wirkstoffe, neue Indikationen für etablierte Mittel – das Prinzip des Repurposing hat in der Medizin schon oft zum Erfolg geführt. Deshalb wird es auch gegen SARS-CoV-2 eingesetzt: Um rasch ein Medikament zur Behandlung von COVID-19 zu finden, sucht ein internationales Forschungsnetzwerk in der weltweit größten Substanz-Repurposing-Bank „ReFrame“ nach Stoffen, die gegen SARS-CoV-2 wirken. Die Sammlung umfasst rund 14.000 zugelassene Medikamente sowie Wirkstoffe, für die es bereits umfangreiche Sicherheitsdaten in Bezug auf die Anwendung beim Menschen gibt. An der Suche sind mehrere Labors in den USA, vier in Großbritannien und je eins in China und Deutschland beteiligt. „ReFrame“ wurde von Scripps Research, Kalifornien, im Jahr 2018 mit Unterstützung der Bill & Melinda Gates Foundation aufgebaut.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Thomas Pietschmann

Kooperationspartner:

  • Charité - Universitätsmedizin Berlin
  • Deutsches Zentrum für Infektionsforschung (DZIF)
  • Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS)
  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
  • Scripps University
  • TWINCORE - Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung
  • Universität Bern

Förderung: 1.071.000 € des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur

weitere Informationen: Webseite des TWINCORE und des Exzellenzclusters RESIST

Bauchspeicheldrüsen-Medikament Nafamostat gegen COVID-19

Angesichts der pandemischen Ausbreitung von SARS-CoV-2 und der damit verbundenen weltweit steigenden Zahl von Todesopfern werden wirksame Medikamente und Impfstoffe dringend benötigt. Um diesen Prozess zu beschleunigen, werden Medikamente, die bereits zur Behandlung anderer Erkrankungen zugelassen sind, im Hinblick auf eine mögliche Wirksamkeit gegen das neuartige Coronavirus getestet. Wissenschaftler des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung in Göttingen und des Fraunhofer-Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM in Hannover erhalten jetzt 1,6 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für ein gemeinsames Projekt zur Untersuchung der Wirksamkeit von Nafamostat.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Armin Braun

Kooperationspartner:

  • Deutsches Primatenzentrum Göttingen (DPZ)
  • Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)

Förderung: 1.600.000 € vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

weitere Informationen: Webseite des ITEM

Herstellung SARS-CoV-2-neutralisierender monoklonaler Antikörper aus Blutproben rekonvaleszenter COVID-19-Patienten

Hier sollen aus den B-Gedächtniszellen von Patienten, die eine COVID-19-Erkrankung überstanden haben, monoklonale Antikörper für die Therapie isoliert werden. Diese werden auf die Bindung und Neutralisation des neuartigen Coronavirus getestet und aussichtsreiche Kandidaten schnellstmöglich in klinische Tests überführt. Dieses Ziel ist mit monoklonalen Antikörpern aus B-Zellen vermutlich besser zu erreichen als mit Antikörpern, die aus synthetischen Bibliotheken isoliert wurden, weil im menschlichen Körper primär Antikörper entstehen, die keine unerwarteten Kreuzreaktivitäten zeigen.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Ulrich Kalinke

Kooperationspartner:

  • Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
  • Memo Therapeutics AG
  • TWINCORE - Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung

Förderung: 177.000 € des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur

weitere Informationen: Webseite von Memo Therapeutics AG

Testen und Entwicklung eines inhalativ verfügbaren Hemmstoffs gegen das neuartige Coronavirus

Mithilfe des hochintensiven Röntgenlichts der Synchrotronquelle BESSY II am HZB konnten Forscher die dreidimensionale Architektur der viralen Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsseln. Dieses Enzym ist an der Vermehrung der Viren beteiligt. Anhand der Kristallstruktur konnte an der Universität Lübeck eine bereits früher entwickelte Leitverbindung in einen potenten Hemmstoff verwandelt werden. Am HZI wurden größere Mengen des Hemmstoffs in gesunden Mäusen getestet und es konnte gezeigt werden, dass er nicht toxisch ist. Die Verbindung hat die beste Wirkung, wenn sie unter die Haut oder durch Inhalation appliziert wird. In weiterführenden Arbeiten werden die Verbindungen medizinalchemisch optimiert, und hinsichtlich ihrer pharmakokinetischen Eigenschaften charakterisiert.

Originalpublikation: Linlin Zhang et al., Crystal structure of CoV-2 main protease provides a basis for design of improved α-ketoamide inhibitors, Science 2020

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Mark Brönstrup

Kooperationspartner:

  • Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)
  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • Universität zu Lübeck

weitere Informationen: Webseite des HZI

Quantifizierung der Anti-SARS-CoV-2 Aktivität von Antikörpern und antiviralen Substanzen

Ziel der Forschungsarbeiten ist die Entwicklung eines in vitro-Neutralisationstest für SARS-CoV-2 unter der Verwendung von klinischen Isolaten. Im nächsten Schritt wird ein sensitiverer Hochdurchsatz-Neutralisationstest für SARS-CoV-2 etabliert, der auf dem Einsatz von GFP-exprimierenden Viren sowie der Echtzeitüberwachung und Quantifizierung der vom Virus erzeugten Fluoreszenz basiert. Außerdem wird das Team eine neue Technologie für die Herstellung rekombinanter Viren entwickeln, die zum Beispiel Phosphoreszenz-Reportergene tragen. Darüber hinaus arbeitet die Forschungsgruppe gemeinsam mit Industriepartnern wie YUMAB an neutralisierenden Antikörpern gegen SARS-CoV-2.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Dr. Luka Cicin-Sain

Kooperationspartner:

  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • Technische Universität Braunschweig
  • YUMAB GmbH

weitere Informationen: Webseite des HZI

Das EU-Projekt SCORE: Swift COronavirus therapeutics REsponse

Das HZI ist in das EU-Projekt SCORE (Swift COronavirus therapeutics REsponse) involviert. SCORE soll antivirale Medikamente entwickeln, die kurz- bis mittelfristig zur Behandlung von Patienten und zur Eindämmung der Ausbreitung von SARS-CoV-2 eingesetzt werden können.

Ansprechpartner:   Dr. Katharina Rox

Kooperationspartner:

  • Academisch Ziekenhuis Leiden (Niederlande)
  • Aix-Marseille Université (Frankreich)
  • Eidgenössisches Department des Innern (Schweiz)
  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • Janssen Pharmaceutica NV (Belgien)
  • Katholieke Universiteit Leuven (Belgien)
  • Universität Bern (Schweiz)
  • Universität zu Lübeck
  • Universiteit Utrecht (Niederlande)

Förderung: 2.576.062 € der Europäischen Union (EU)

weitere Informationen: Webseite des HZI und der EU

Entwicklung neutralisierender Antikörper gegen SARS-CoV-2

Menschen, die eine Infektion mit SARS-CoV-2 erfolgreich überstanden haben, haben verschiedene schützende Antikörper im Blut. Manche dieser Stoffe sind besonders effektiv. Diese hochpotenten Antikörper aufzuspüren, gentechnisch im Labor selbst zu produzieren und dann zum Schutz vor der Infektion und zur Therapie der Erkrankung einsetzbar zu machen – das ist das Ziel des Teams um RESIST-Sprecher Professor Schulz und den MHH-Professoren Blasczyk und Haverich. 

„Wir suchen nach Antikörpern, die verhindern, dass die Viren an die menschlichen Zellen binden – die also neutralisierend wirken – und die auch gegebenenfalls auftretende Varianten des Virus erkennen können“, sagt Professor Dr. Thomas Schulz, Leiter des MHH-Instituts für Virologie und RESIST-Sprecher. Solche breit neutralisierenden Antikörper werden beispielsweise schon bei HIV erfolgreich eingesetzt, um die Vermehrung des HI-Virus im Körper zu unterdrücken. Zunächst spürt das Team diese hochpotenten Antikörper in Blutproben von genesenen Patientinnen und Patienten auf. „Wir benötigen insbesondere Proben von Menschen, die nach überstandener COVID-Erkrankung besonders viele schützende Antikörper hervorgebracht haben. Das ist bei zehn bis 15 Prozent der Erkrankten der Fall“, sagt Professor Schulz.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Thomas Schulz

Kooperationspartner:

  • Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
  • Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)
  • Universität zu Lübeck

Förderung: 1.245.000 € des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur

weitere Informationen: Webseite der MHH und des Exzellenzclusters RESIST

Das EU-Projekt MANCO: Monoklonale Antikörper gegen SARS-CoV-2

In dem Projekt „MANCO: Monoclonal Antibodies against 2019-New Coronavirus“ untersuchen TiHo-Forscherinnen und TiHo-Forscher in einem großen EU-Kooperationsprojekt monoklonale Antikörper. Die Antikörper richten sich gegen ein Glykoprotein, das auf der Virushülle sitzt. Die Aufgabe dieses Glykoproteins ist es, an die Membran der Wirtszelle zu binden und mit der Virusmembran zu verbinden, sodass die Erbinformation des Virus in die Wirtszelle gelangt. Die monoklonalen Antikörper sind ein vielversprechender Ansatz die Interaktion prophylaktisch und therapeutisch zu unterbinden. 

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Ab Osterhaus

Kooperationspartner:

  • Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Spanien)
  • CR2O BV (Niederlande)
  • Erasmus Universitair Medisch Centrum Rotterdam (Niederlande)
  • Finovatis (Frankreich)
  • Harbour Antibodies BV (Niederlande)
  • International Alliance for Biological Standardization (Frankreich)
  • Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)
  • Universiteit Utrecht (Niederlande)

Förderung: 3.034.581 € der Europäischen Union (EU)

weitere Informationen: Webseite der TiHo und der EU

Das EU Konsortium ATAC

Forscherinnen und Forscher der Abteilung Biotechnologie der Technischen Universität Braunschweig sind Teil eines Forschungsprojektes, in dem neuartige Antikörper-Therapien zur Behandlung akuter Corona-Virusinfektionen entwickelt werden sollen. Beteiligt an dem internationalen Projekt sind u.a. Kolleginnen und Kollegen aus Schweden, Belgien, Italien und der Schweiz. Das Projekt ist Teil des internationalen Forschungsverbund ATAC (Antibody Therapy Against Corona-Virus). In diesem werden antikörper-basierte Therapien gegen die durch das Virus SARS-CoV2 ausgelöste Lungenerkrankung COVID-19 entwickelt.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Michael Hust

Kooperationspartner:

  • Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo (Italien)
  • Fondazione per l'istituto di Ricerca in Biomedicina (Schweiz)
  • Joint Research Centre of the European Commision (Belgium)
  • Karolinska Institutet (Schweden)
  • Technische Universität Braunschweig

Förderung: 2.995.040 € der Europäischen Union (EU)

weitere Informationen: Webseite der EU und des Konsortiums ATAC

Zusammenschluss CORAT

Dem Zusammenschluss CORAT gelang es kürzlich, protektive vollständig natürliche menschliche Antikörper zu generieren welche Zellen 100% vor SARS-CoV-2 Infektion schützen, was am Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung bestätigt wurde. CORAT ist ein Konsortium aus akademischen und industriellen Partnern mit dem gemeinsamen Ziel, eine passive Immuntherapie gegen COVID-19 zu entwickeln, bei der vollständig menschliche monoklonale Antikörper eingesetzt werden, die die SARS-CoV-2-Infektion verhindern. 

Aufbauend auf den Forschungsergebnissen des Konsortiums hat das Biotechnologieunternehmen YUMAB, eine Ausgründung der TU Braunschweig,  die CORAT Therapeutics GmbH gegründet, die nun die Entwicklungsarbeiten bündelt, um schnellstmöglich ein Antikörper-Medikament gegen COVID-19 zu entwickeln. An dem neu gegründeten Biotech-Startup beteiligen sich das Land Niedersachsen mit der Beteiligungsgesellschaft NBank Capital sowie eine Braunschweiger Investorengruppe.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Stefan Dübel & Prof. Dr. Michael Hust

Kooperationspartner:

  • Bayer AG
  • CORAT Therapeutics GmbH
  • Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)
  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
  • Technische Universität Braunschweig
  • Universitätsklinikum Tübingen
  • YUMAB GmbH

Förderung: Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung, Niedersächisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur & NBank Capital Beteiligungsgesellschaft mbH

weitere Informationen: Webseiten des Zusammenschluss CORAT und der CORAT Therapeutics GmbH

Immunovid‐19: Eintritt von SARS-CoV-2 in die Zellen verhindern

Es gibt verschiedene therapeutische Ansatzpunkte gegen SARS-CoV-2. Einer davon ist, das Virus am Eintritt in die Wirtszelle zu hindern. Das ist das Entwicklungsthema, das das Fraunhofer ITEM und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf als Partner im Projekt Immunovid‐19 angehen. Gemeinsam wollen sie einen therapeutischen Ansatz entwickeln, durch den das Coronavirus SARS-CoV-2 durch ein Fusionsprotein mit der löslichen Domäne des ACE2-Proteins am Eintritt in die Zellen gehindert wird. Zur Herstellung des Fusionsproteins wird gerade eine rekombinante CHO-Produktionszelllinie entwickelt.

Ansprechpartner:   Dr. Corinna Lüer

Kooperationspartner:

  • Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)
  • Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

weitere Informationen: Webseite des ITEM

Safe-Anticorona: Pharmakokinetik und Sicherheit von monoklonalen Antikörpern gegen SARS-CoV-2 im Modell untersuchen

Als vielversprechende Wirkstoffe werden monoklonale Antikörper betrachtet, die unter anderem aus dem Immunplasma von genesenen COVID-19-Patienten gewonnen werden und das Virus inaktivieren können (neutralisierende Antikörper). Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer ITEM wollen in einem speziellen Lungenmodell die Sicherheit und Pharmakokinetik (beschreibt die Gesamtheit aller Prozesse, denen ein Arzneistoff im Körper unterliegt: die Aufnahme, die Verteilung im Körper, den biochemischen Um- und Abbau und die Ausscheidung eines Arzneistoffs) eines monoklonalen Antikörpers untersuchen. Als Modell verwenden sie die isoliert perfundierte Rattenlunge (IPL). Mithilfe dieses Ex-vivo-Organmodells werden die Sicherheit, Bioverfügbarkeit und die Kinetik von intravenös verabreichten Antikörpern untersucht. Außerdem soll die Frage geklärt werden, ob ein intravenös verabreichter Antikörper den Zielort der SARS-CoV-2-Infektion, also die Lunge, erreicht oder ob eine inhalative Verabreichung erfolgversprechender ist.

Ansprechpartner:   Dr. Christina Hesse

Kooperationspartner:

  • Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)

weitere Informationen: Webseite des ITEM

iCAIR nutzt Synergien für die Entwicklung neuer Medikamente gegen SARS-CoV-2

Forschende des internationalen Konsortiums iCAIR® arbeiten an der Entwicklung neuer Antiinfektiva zur Behandlung oder Prävention klinisch bedeutsamer Infektionserkrankungen der Atemwege durch Bakterien, Viren und Pilze – jetzt haben sie ein Projekt zur Entwicklung von Medikamenten gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 gestartet.

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Armin Braun

Kooperationspartner:

  • Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME)
  • Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)
  • Griffith University (Australien)
  • Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)
  • Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
  • TWINCORE - Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung

weitere Informationen: Webseite des Konsortiums iCAIR [1, 2] und Interview mit den Projektleitern

Spezifisch spaltende Peptidasen

Peptidasen wie Cathepsine und TMPRSS aktivieren das "spike"-Protein zum Durchtritt von CoV in die Lungenzelle. Inhibitoren für diese Peptidasen wie Camostat sind potentielle Therapeutika. Am Institut werden solche spezifisch spaltenden Peptidasen bearbeitet. Es sind hierzu Trenntechniken sowie FRET-Assays und Partialsequenzierungsverfahren (nLC-QTOF-MS/MS) etabliert. Somit können medizinisch orientierte Arbeitsgruppen an der MHH methodisch unterstützt werden, wie es mit der AG Borlak bereits praktiziert wird. (Teil des Projekts SalModuPep: Salzgeschmack verstärkende Peptide aus enzymatisch gewonnenen Proteinhydrolysaten)

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Dr. Ralf Günter Berger

Kooperationspartner:

  • Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (LUH)
  • Medizinische Hochschule Hannover (MHH)

Förderung: 217.121 € des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

Erforschung von Silvestrol, als pflanzlichem Naturstoff mit antiviraler Wirkung gegen das Coronavirus 2019-nCoV

Silvestrol ist ein Naturstoff aus asiatischen Mahagonigewächsen. Es verfügt über virushemmende Eigenschaften gegenüber dem Hepatitis E Virus und wie seit kurzem bekannt auch gegenüber dem Coronavirus 2019-nCoV. Er ist chemisch nur schwer herstellbar, und muss deshalb aus der Naturquelle im indonesischen Urwald gewonnen werden. Silvestrol hemmt ein körpereigenes Enzym des Wirts auf das die Corona-Viren angewiesen sind, um ihre eigenen Proteine herstellen zu können. Das Virus kann sich wegen dieser inhibierenden Wirkung von Silvestrol schließlich nicht mehr vermehren. 
Damit ist Silvestrol ein einzigartiger Startpunkt für die Entwicklung eines Medikaments gegen den Coronavirus. Dieser Therapieansatz steht alternativ zu der Möglichkeit, einen antiviralen Impfstoff zu entwickeln. Ein medizinal-chemisches Forschungsprogramm zu Silvestrol beinhaltet die Synthese einer sogenannten Bibliothek von Silvestrol Abkömmlingen und zielt auf verbesserte antivirale Eigenschaften bei reduzierten Nebenwirkungen ab. (Teil der Projekts SILVIR: Development of the natural compound silvestrol as antiviral drug candidate for hepatitis E virus and emerging RNA viruses)

Ansprechpartner:   Prof. Dr. Andreas Kirschning

Kooperationspartner:

  • Friedrich-Loeffler-Institut Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit
  • Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (LUH)
  • Ruhr-Universität Bochum (RUB)

Förderung: 1.104.115 € des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)

weitere Informationen: Webseite des BMBF und der RUB