Neue Klasse antiviraler Medikamente wirkt gegen ein breites Spektrum von RNA-Viren, einschließlich SARS-CoV-2

Ein Forschungsteam der University of Alberta hat eine neue Klasse von Medikamenten entdeckt, die das Potenzial haben, Infektionen bei einem zukünftigen Virusausbruch zu verhindern oder zu behandeln.

In der Forschung neu veröffentlicht in npj-VirenDas Team berichtet, dass SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, einen Signalweg in Zellen aktiviert, der die Produktion von Peroxisomen und Interferon stoppt, Schlüsselbestandteile der normalen Immunantwort. Das Team testete erfolgreich Medikamente, die die Interferonproduktion anregen, um diesen Effekt umzukehren, und identifizierte so eine neue Klasse von Medikamenten mit antiviraler Wirkung.

„Interferon bewirkt zwei Dinge, die dazu führen, dass eine infizierte Zelle nicht mehr in der Lage ist, mehr Viren zu produzieren“, erklärt der Hauptforscher Tom Hobman, Professor für Zellbiologie und außerordentlicher Professor für medizinische Mikrobiologie und Immunologie an der Fakultät für Medizin und Zahnmedizin sowie Mitglied von das Li Ka Shing Institut für Virologie. „Es schaltet die infizierte Zelle ab, was oft zum Zelltod führt, und es wirkt auch auf die umliegenden Zellen, um eine Infektion zu verhindern.“

Das Papier baut auf früheren Untersuchungen des Teams auf, die zeigten, wie sich HIV entwickelt hat, um den Wnt/β-Catenin-Signalweg zu aktivieren, wahrscheinlich um den Körper an der Produktion von Peroxisomen zu hindern, die dann normalerweise die Interferonproduktion auslösen würden. Das Forschungsteam ging davon aus, dass SARS-CoV-2, ein weiteres RNA-Virus, auf die gleiche Weise der antiviralen Reaktion des Körpers entgegenwirken würde.

Das Team testete 40 bestehende Medikamente, die auf den Wnt/β-Catenin-Signalweg abzielen. Die meisten wurden ursprünglich zur Behandlung von Krebs entwickelt und getestet, der häufig auf eine gesteigerte Interferonproduktion reagiert. Von den 40 getesteten Medikamenten wurden 10 für die weitere Untersuchung ausgewählt, die die Viruslast am wirksamsten reduzierten. Drei wurden schließlich an Mäusen untersucht, die mit schwerem COVID-19 infiziert waren. Die Medikamente reduzierten die Virusmenge in der Lunge deutlich, und eines der Medikamente reduzierte auch wirksam Entzündungen und andere klinische Symptome bei den Mäusen.

„Tatsächlich erhöhten diese Medikamente die Anzahl der Peroxisomen und verstärkten auch die Interferon-Reaktion, sodass wir als Reaktion auf eine Virusinfektion vier-, fünf- oder sechsmal so viel Interferon produzierten“, sagt Hobman. „Wir sahen in einigen Fällen eine 10.000-fache Reduzierung der in einem Reagenzglas produzierten Virusmenge, und als wir in ein Mausmodell gingen, verhinderten die Medikamente einen starken Gewichtsverlust und die Mäuse erholten sich viel schneller.“

Hobman weist darauf hin, dass andere versucht haben, Interferon zur Behandlung von COVID-19 einzusetzen, die Anwendung jedoch begrenzt ist, da es im Krankenhaus intravenös eingenommen werden muss. Es ist auch sehr wichtig, die Interferongabe zeitlich abzustimmen, um den Patienten nicht noch kränker zu machen.

„Was wir über Coronavirus-Infektionen wissen, ist, dass, wenn Patienten zu Beginn der Viruserkrankung eine starke Interferonreaktion entwickeln, die Viruslast sinkt, sie die Infektion beseitigen und die Entzündung begrenzt wird“, erklärt er. „Wenn die Interferon-Reaktion jedoch verzögert oder gedämpft ist, steigt die Viruslast deutlich an und es kommt zu viel mehr Entzündungen. Da geraten die Menschen in Schwierigkeiten.“

Die neuen antiviralen Interferon-Behandlungen könnten möglicherweise als Nasenspray oder Pille verabreicht werden, sagt Hobman. Während eines Virusausbruchs würden Personen, die möglicherweise exponiert waren oder bereits erste Symptome entwickelt haben, eine vier- oder fünftägige Kur absolvieren, um ihre Peroxisomenspiegel anzuheben und die Schwere und Ausbreitung der Krankheit zu begrenzen. Bei einer so kurzen Behandlungsdauer sind nur wenige Nebenwirkungen zu erwarten.

„Das Schöne an diesem Ansatz ist, dass ohne eine Virusinfektion kein Interferon produziert wird“, sagt Hobman. „Wir sehen, dass diese Medikamente möglicherweise als Erstlinienmedikamente gegen neu auftretende Viren dienen.“

Drei Mitglieder des Forschungsteams, darunter Hobman, haben ein US-Patent für diesen Ansatz angemeldet. Sie haben es gegen andere Coronaviren sowie Zika-, Mayaro- und Influenzaviren getestet und die Ergebnisse zeigen, dass diese Medikamente gegen ein breites Spektrum von Viren wirksam sind. Das Team führt derzeit präklinische Tests durch, um das beste Medikament und die beste Dosis zu ermitteln, und sucht einen neuen Pharmapartner für die Durchführung klinischer Studien.