Bisher gibt es kaum Medikamente, die die Infektion mit Sars-CoV-2 bremsen oder einen schweren Verlauf von Covid-19 verhindern können. Hoffnungen auf antivirale Mittel wie Remdesivir erwiesen sich als verfrüht, weil dieses die Vermehrung des Coronavirus oft nur vorübergehend hemmt und zudem meist nur im Anfangsstadium der Infektion wirkt. Ein weiterer Ansatz sind monoklonale Antikörper – passgenau an bestimmte Strukturen des Spike-Proteins von Sars-CoV-2 bindende Immunglobuline, die im Idealfall die Bindung des Virus an unsere Zellen blockieren und es so neutralisieren. Bisher allerdings konnte keines dieser Antikörpermittel eine durchschlagende Wirkung erzielen. Zudem sind die monoklonalen Antikörper aufwändig herzustellen, müssen meist in hoher Dosis verabreicht werden und sind daher relativ teuer.
Antikörper-Fragmente im Test
Auf der Suche nach Alternativen haben Sham Nambulli von der University of Pittsburgh und seine Kollegen eine Reihe von Nanoantikörpern näher untersucht. Es handelt sich dabei um winzige Peptide – Fragmente von Antikörpern, die ähnlich wie diese gezielt an bestimmten Strukturen des Spike-Proteins von Sars-CoV-2 andocken. Die fertigen Nanobodies sind jedoch viermal kleiner als Antikörper und deutlich günstiger herzustellen. In ersten Zellkulturversuchen hatten einige dieser Nanoantikörper bereits eine sehr gute Wirkung gegen das Coronavirus gezeigt. Sie neutralisierten den Erreger schon in weit geringeren Dosen als die klassischen monoklonalen Antikörper.
Ob diese Wirkung auch im lebenden Tier ähnlich potent ist, haben Nambulli und sein Team nun mit Goldhamstern getestet. Für ihre Studie infizierten sie Goldhamster mit Sars-CoV-2 und verabreichten ihnen sechs Stunden später den sogenannten PiN-21-Nanoantikörper in Form eines Nasensprays oder einer Inhalation. Die Idee dahinter: Gerade die stark vom Virus befallenen Lungengewebe sind nur einschränkt für die normalgroßen Antikörper zugänglich. “Das liegt unter anderem an der notorisch geringen Effizienz, mit der solche intravenös verabreichten großen Biomoleküle durch die Plasma-Lungenschranke gelangen”, erklären die Forschenden. Wenn dagegen ein Mittel als Nasenspray oder per Inhalation verabreicht wird, gelangt es direkt über die Atemwege in die Lunge – und damit an den Ort, an dem es wirken soll.
Geringere Viruslast, weniger Entzündungen
In den Tests mit den Hamstern zeigten die über die Atemwege verabreichten Nanoantikörper tatsächlich Wirkung: Die nur mit einem Placebo behandelten Kontrolltiere verloren in den nächsten Tagen bis zu 16 Prozent Gewicht und es entwickelte sich die für Covid-19 typische Lungenentzündung. Die Hamster, die die Nanobodies inhaliert hatten, nahmen dagegen nicht ab und die Viruslast in Atemwegen und Lungen sank bis zum fünften Tag um das 10.000- bis Millionenfache ab. “In den oberen Atemwegen war das Virus schon am zweiten Tag nach Infektion weder durch Nasen- noch Rachenabstriche mehr nachweisbar”, berichtet das Team. Auch die sonst typische schwere Entzündung der Bronchien und Lungen blieb bei den mit dem Nanoantikörper-Spray behandelten Goldhamstern aus. Zusätzlich hatte die PiN-21-Gruppe deutlich weniger entzündliche Veränderungen der Gewebe und bildete weder Ödeme, noch Blutungen oder Vernarbungen aus, wie die Forschenden berichten. Als wirksam erwies sich dabei schon eine Dosis von rund 0,2 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht. Zum Vergleich: Bei per Infusion verabreichten monoklonalen Antikörpern werden nach Angaben der Forschenden typischerweise zehn bis 50 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht benötigt.
