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Marburg Künstlicher Wirkstoff hemmt Viren
Marburg Künstlicher Wirkstoff hemmt Viren
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15:36 11.02.2020
Ein Handout des amerikanischen Centers for Disease Control (CDC) aus 2003 zeigt ein Coronavirus unter dem Mikroskop. Archivfoto: dpa
Ein Handout des amerikanischen Centers for Disease Control (CDC) aus 2003 zeigt ein Coronavirus unter dem Mikroskop. Quelle: dpa/Archiv
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Marburg

„Künstlicher Wirkstoff hemmt Coronaviren“: Diese Überschrift über einer Pressemitteilung der Uni Marburg zu einer soeben veröffentlichten Studie ließ in der weltweiten Aufregung um das neuartige Coronavirus aufhorchen.

Haben ­Forscher aus Marburg und Gießen ein wirksames Gegenmittel gegen die Epidemie gefunden, die in China bereits rund 400 Todesopfer gefordert hat?

Die Antwort ist vielschichtig und könnte lauten: prinzipiell schon, aber bis zum Ende einer teuren und zeitintensiven Entwicklung eines Medikamentes könnte noch ein Jahrzehnt vergehen. Und bei Patienten, deren Immunsystem bereits geschwächt ist, würde so ein Medikament möglicherweise keine heilsame Wirkung entfalten.

Hemmstoff hilft bei Krebs

Untersucht wurde von den Forschern bisher allerdings nur das MERS-Virus und das „humane Coronavirus“. Letzteres ist in der Regel deutlich ungefährlicher als sein von Tieren auf den Menschen überspringender chinesischer „Verwandter“, der wiederum deutliche Ähnlichkeiten mit dem SARS-Erreger aufweist. Im Gespräch mit der OP erläuterte Professor Arnold Grünweller, was hinter der von ihm initiierten und jetzt veröffentlichten Studie steckt.

Dabei ging es um die Erprobung eines künstlich hergestellten Viren-Hemmstoffes, der dem aus einem asiatischen Mahagoni-Gewächs gewonnenen Naturstoff Silvestrol nachgebildet ist. Bereits Anfang dieses Jahrtausends war die Wirksamkeit von Silvestrol bei der Bekämpfung von Krebszellen von US-Forschern nachgewiesen worden.

Silvestrol bekämpft Ebola-Viren

Im Jahr 2016 wies dann eine mittelhessische Arbeitsgruppe um den Marburger Wissenschaftler Professor Grünweller vom Institut für Pharmazeutische Chemie nach, dass Silvestrol auch die Zahl der Krankheitserreger in den vom Ebola-Virus befallenen Zellen drastisch reduzieren kann. „Die Idee war es, das Prinzip aus der Krebsforschung auf die Virusforschung zu übertragen“, sagt Grünweller.

Nachdem die Wissenschaftler Zellen mit MERS- und humanen Coronaviren und anderen gefährlichen Viren infiziert hatten, gaben sie einen Hemmstoff hinzu: Silvestrol oder CR-31-B. „Die antiviralen Effekte sind fast identisch“, berichtet die Gießener Virologin Dr. Christin Müller, die an der Uni Gießen in der AG von Professor John Ziehbur zu Coronaviren forscht.

Forscher meldete Patent an

In Gießen soll zeitnah auch das neuartige chinesische Coronavirus derselben Konfrontation mit dem natürlichen und dem künstlichen Hemmstoff ausgesetzt werden. Christin Müller vermutet, dass die Ergebnisse ähnlich ausfallen wie bei den bisher getesteten Viren.

Denn die Forscher konnten nachweisen, dass der Wirkstoff eine Breitband-Wirkung hat, was in sechs Publikationen gezeigt wurde. Das Prinzip, Silvestrol als antivirales Molekül anzuwenden, ließ sich die Forschergruppe um Grünweller 2016 patentieren – eine Voraussetzung, um auch Pharmafirmen für die Medikamentenentwicklung auf Basis der Ergebnisse der Grundlagenforschung zu interessieren. „Leider ist Silvestrol chemisch sehr schwer herzustellen“, sagt Grünweller. „Man muss also immer wieder auf die Pflanze zurückgreifen, um die Substanz zu gewinnen“.

Medikament als Ziel

Die Forschungsgruppe verglich den Naturstoff mit einem von Forschern aus New York künstlich hergestellten Molekül, CR-31-B, dessen chemische Struktur ihm ähnelt. „Es weist jedoch eine weniger komplizierte chemische Struktur auf als Silvestrol“, erläutert Wiebke Obermann, die ihre Doktorarbeit an der Philipps-Universität Marburg bei Grünweller anfertigt.

Das Ergebnis der Untersuchungen: Auch der künstliche Virenhemmstoff ist bei der Anwendung in Zellkulturen gegen gefährliche Viren wie das Lassa- oder das Zika-Virus ähnlich stark wirksam wie der Naturstoff. „Moleküle wie CR-31-B, die eine ähnliche antivirale Breitband-Wirkung wie Silvestrol besitzen, sind von einer Zulassung als Medikament jedoch noch weit entfernt“, berichtet Grünweller.

Nebenwirkungen könnten Problem sein

Immerhin werde in der Krebsmedizin aber bereits ein synthetisches Molekül, dem CR-31-B strukturell sehr ähnlich ist, in einer ersten klinischen Studie getestet. Dieses zeige prinzipiell, dass diese Substanzklasse keine unerwartete Mutagenität oder Giftigkeit in entsprechenden präklinischen Tests aufgewiesen habe.

Auf jeden Fall sind die beiden Wirkstoffe aus Sicht von Grünweller erfolgversprechende Ausgangsmaterialien für die Medikamenten-Entwicklung. Der Forscher dämpft jedoch die Erwartungen in Bezug auf das neue Coronavirus. Aufgrund der möglichen Nebenwirkungen könne man heute noch nicht vorhersagen, wie der Wirkstoff sich bei besonders geschwächten Erkrankten auswirkt.

Klinisch Studien frühestens 2022

Aber die Forscher hoffen schon, mit einem solchen Präparat zu einer deutlichen Reduzierung der Viren-Anzahl bei infizierten Personen beizutragen, damit diese eine wirksame Immunantwort aufbauen können. Die Zielvorgabe ist prinzipiell die Entwicklung eines Medikaments, das man im Fall des Ausbruchs einer Epidemie an Krankenhauspersonal oder Angehörige von Patienten verabreichen kann. Der große Vorteil des potenziellen Breitband- Medikaments: Es wäre für viele unterschiedliche, also auch für neuartige Virenerkrankungen anwendbar.

Zunächst müsse man allerdings mit mindestens zwei Jahren Dauer rechnen, bis klinische Studien beginnen könnten. Bis zur Entwicklung der Marktreife eines Medikaments würden dann noch einmal sechs bis zehn Jahre folgen.

Medikament würde sehr teuer

Mögliche Kosten der Entwicklung schätzt Professor Roland K. Hartmann, Leiter der Arbeitsgruppe für Pharmazeutische Chemie an der Uni Marburg, auf bis zu 1,5 Milliarden US-Dollar. Eine solche Summe sei heutzutage aber selbst für weltweit agierende Pharmakonzerne kaum noch zu stemmen.

Angesichts aktueller und möglicher kommender Pandemien müsse aber auch die Überzeugung wachsen, dass die Arzneimittelforschung und -entwicklung im Bereich Anti-Infektiva eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe zur Bewahrung der globalen Gesundheit sei.

Professor Arnold Grünweller betrachtet ein Mahagoni-Gehölz auf Borneo. Privatfoto

Das Wissen der indigenen Bevölkerung um die Heilkraft der Pflanzen auf dem zu Malaysia gehörenden nördlichen Teil der Insel Borneo beruht auf traditioneller Überlieferung. Davon überzeugte sich Professor Grünweller bei einem Besuch im „Sarawak Biodiversity Centre“.

Aus dem tropischen Gehölz mit dem Namen „Aglaia stellatopilosa“ werden auf Borneo Extrakte gewonnen, die vielseitig 
gegen Krankheiten eingesetzt werden. Ihr werden heilsame Wirkungen gegen Magen-Darm-Erkrankungen, Fieber und Hauterkrankungen zugeschrieben. „In den 80er Jahren sind die Erkenntnisse zunehmend auch in den Fokus von Forschern aus dem Westen gerückt“, erläutert Grünweller.

„Loewe“-Zentrum fördert das Projekt

Weil auf Borneo viele Tropenwälder flächendeckend brandgerodet werden, steht das Gehölz allerdings auf der Roten Liste der bedrohten Pflanzenarten.

Eine vergleichsweise langsam wachsende Unterart des Mahagoni-Gehölzes produziert die Substanz Silvestrol, deren hemmende Wirkung gegen gefährliche Viren 2016 In Zellkultur auch von Biochemikern und Virologen aus Mittelhessen nachgewiesen wurde.

Momentan wird das Projekt über das „Loewe“-Zentrum „Druid“ gefördert, in dem es um die Erforschung vernachlässigter und Armuts-assoziierter Tropenkrankheiten geht.

Silvestrol verhindert Viren-Vermehrung

Die aus dem Tropenholz extrahierte Substanz Silvestrol blockiert ein Enzym, das in unseren Körperzellen vorkommt. Es wird von eingedrungenen Viren benötigt, um sich zu vermehren. Indem Silvestrol das Enzym hemmt, wirkt das Mittel gegen eine ganze Reihe gefährlicher Krankheitserreger wie Ebola-, Lassa- und Coronaviren.

Der Naturstoff vermindert die Anzahl der Krankheitserreger in befallenen Zellen zu über 99 Prozent. Grünweller und seine Kollegen sahen Silvestrol daher als ein vielversprechendes Mittel an, mit dem sich beispielsweise eine Ebolavirus-Infektion zurückdrängen lässt. Dies erhöhe die Chance, eine wirksame Immunantwort gegen das Virus aufzubauen.

von Manfred Hitzeroth