Entdeckung antiviraler Medikamente gegen hämorrhagische Fieberviren

Neu auftretende Viren wie das Lassa-Virus (LASV), das Ebola-Virus (EBOV) oder das Krim-Kongo-Hämorrhagische Fieber-Virus (CCHFV) stellen in den Ländern, in denen sie endemisch sind, eine große Bedrohung dar und haben das Potenzial, Epidemien auszulösen. Die Entwicklung spezifischer Schutzmaßnahmen wurde bisher durch mangelndes kommerzielles Interesse behindert, da die durch diese Viren verursachten Krankheiten selten sind und die Forschung und Entwicklung durch die Notwendigkeit, mit diesen Viren in Laboren der Biosicherheitsstufe 4 zu arbeiten, erschwert wird.

Ein gängiger Ansatz zur Identifizierung antiviraler Arzneimittel für die Behandlung dieser so genannten verwaisten Krankheiten ist die Wiederverwendung von Arzneimitteln. Bei diesem Ansatz werden Wirkstoffbibliotheken getestet, die für andere Anwendungen entwickelt wurden, und wirksame Verbindungen können dann möglicherweise außerhalb ihrer Zulassung zur Behandlung einer anderen Infektion eingesetzt werden. Der erste Schritt in diesem Prozess besteht in der Regel darin, eine große Anzahl von Arzneimitteln auf ihre antivirale Wirksamkeit und Zytotoxizität an Zellen zu testen. Vielversprechende Verbindungen können in Dosis-Wirkungs-Experimenten an verschiedenen Zelllinien evaluiert werden. Schließlich werden Verbindungen mit guter antiviraler Wirksamkeit und günstigem Toxizitätsprofil in Kleintiermodellen untersucht.

Rekombinante Reporterviren, die z.B. ein Fluoreszenzprotein oder eine Luciferase exprimieren, sind gute Werkzeuge, um diese ersten Screeningexperimente zu erleichtern, da sie das Ablesen der Virusreplikation vereinfachen und eine schnelle und umfangreiche Auswertung von Drusensammlungen ermöglichen. Wir haben daher eine Luciferase entwickelt, die LASV exprimiert und für das Screening potenzieller neuer antiviraler Medikamente gegen dieses wichtige neue Virus verwendet werden kann. Sowohl kommerzielle als auch akademische Wirkstoffbibliotheken werden derzeit mit diesem Virus gescreent. Die Entwicklung ähnlicher Screening-Assays für EBOV und CCHFV ist im Gange.

   

Das Screening-Verfahren für antivirale Mittel wird gezeigt. Die genetischen Komponenten eines rekombinanten LASV sind eingezeichnet. Zellen werden mit den Viren infiziert und mit antiviralen Mitteln behandelt. Mit Hilfe verschiedener Analysemethoden wird geprüft, ob das Medikament eine Wirkung zeigt.
Screening antiviraler Medikamente mittels Reporterviren. Ein rekombinantes Lassa-Virus, das Metrida-Luciferase exprimiert, wurde erzeugt, indem das S-Segment des Virusgenoms dupliziert und auf je einem Segment der offene Leserahmen für GP und NP durch das Luciferase-Gen ersetzt wurde (1). Nach der Infektion von Zellen (2) wird die Metridia-Luciferase als "virales Gen" produziert (3) und die Quantifizierung der Luciferase-Aktivität kann als Maß für die Virusreplikation verwendet werden (4). Die Behandlung der infizierten Zellen mit verschiedenen antiviralen Substanzen (5) und die Messung der Luciferase-Aktivität ist ein einfacher und schneller Weg, um Medikamente zu identifizieren, die die Virusreplikation stören. Diese Medikamente können in weiteren Experimenten wie Dosis-Wirkungs-Experimenten und Zytotoxizitätsexperimenten auf ihre antivirale Wirksamkeit untersucht werden (6).   ©Lisa Oestereich (erstellt mit Biorender.com)

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