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Antikörper

Hai-Proteine könnten in Zukunft vor Corona-Varianten schützen

Grauer Riffhai
Proteine aus dem Immunsystem von Haien (hier: Grauer Riffhai) können offenbar Coronaviren und Varianten daran hinten, menschliche Zellen zu infizierenFoto: Getty Images

Hai-Proteine, sogenannte VNARs, könnten laut einer neuen Studie in Zukunft verhindern, dass Menschen sich mit neuen Corona-Varianten infizieren. Die aus dem Immunsystem der Tiere stammenden Antikörper sind zehnmal kleiner als die von Menschen.

Das Immunsystem eines Haies gehört zu den Außergewöhnlichsten des Tierreichs: Ihre extrem kleinen Antikörper-ähnlichen Proteine sind gegenüber menschlichen Antikörper in vielerlei Hinsicht im Vorteil. So wird auch vermutet, dass Haie nicht an Krebs erkranken können. Nun hoffen Forscher, dass Hai-Proteine im Kampf gegen Corona in Zukunft eine wichtige Rolle spielen könnten – vor allem, was kommende Varianten und Ausbrüche betrifft.

Hai-Proteine als Vorbereitung für zukünftige Corona-Ausbrüche

Gegen Delta und Omikron werden die neuen VNARs leider noch nicht eingesetzt werden, dennoch könnten die Hai-Proteine helfen, sich gegen zukünftige Ausbrüche und Corona-Varianten vorzubereiten, heißt es in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlichten Studie. 1 Bei ihren Versuchen entdeckten Forschende der Universität Wisconsin-Madison in Zusammenarbeit mit Elasmogen, einem schottischen Unternehmen für Biomedizin, dass die Hai-VNARs wirksam WIV1-CoV neutralisieren. Dabei handelt es sich um ein Coronavirus, das menschliche Zellen befallen kann, aber derzeit noch in Fledermäusen zirkuliert. Falls auch dieses Virus den Sprung auf den Menschen schafft, könnten Hai-VNARs die Rettung bedeuten.

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Wie Hai-VNARs auf das menschliche Immunsystem wirken

Die aus Hai-Proteinen gewonnenen VNARS sind nur ein Zehntel so groß wie menschliche Antikörper. Dadurch können sie auf einzigartige Weise Viren an sich binden, was die Infektion schließlich stoppt. „Diese kleinen Antikörper-ähnlichen Proteine ​​können in Ecken und Winkel gelangen, auf die menschliche Antikörper keinen Zugriff haben“, erklärt Studienleiter Aaron LeBeu den Vorgang in einer Mitteilung der Universität. „Indem sie einzigartige Geometrien formen, können sie Strukturen in infektiösen Proteinen ausmachen, die menschliche Antikörper nicht erkennen.

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3B4-VNAR erweist sich als besonders wirksam

LeBeau und sein Team identifizierten drei VNAR-Kandidaten, die das Virus effektiv daran hinderten, menschliche Zellen zu infizieren. Alle drei waren auch gegen SARS-CoV-1 wirksam, das 2003 den ersten SARS-Ausbruch verursachte. Ein VNAR mit dem Namen 3B4 blockierte den Anheftungsprozess des Virus an menschliche Zellen besonders gut. Sie hielt sogar der Delta-Variante stand. Das macht 3B4 zu einem attraktiven Kandidaten zur Bekämpfung von Viren, die Menschen bislang noch nicht infiziert haben. Ob besagtes Hai-Protein es auch mit der Corona-Variante Omikron aufnehmen kann, ist noch nicht bekannt, da die Studie bereits vor dem Auftreten abgeschlossen war.

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Tests an Menschen stehen noch aus

Ein Cocktail aus mehreren Hai-VNARs könnte laut Forschenden Bestandteil zukünftiger Therapien sein. Auch wenn Impfstoffe weiterhin das Fundament im Schutz gegen SARS-CoV-2 und andere Coronaviren bilden, könnten vor allem Menschen mit geschwächten Immunsystem von ihnen profitieren. Aktuell untersuchen LeBeau und sein Team, ob Hai-Proteine nicht nur gegen mutierende Coronaviren helfen, sondern sich auch zur Diagnose und Behandlung von Krebs eignen.

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Hai-Proteine als Versicherung für die Zukunft

LeBeeu ist sich sicher, dass noch viele weitere Coronaviren auf die Menschheit zukommen werden. Sein Plan lautet daher: „Wir bereiten ein Arsenal an Hai-VNAR-Therapeutika vor, die für zukünftige SARS-Ausbrüche eingesetzt werden könnten. Es ist eine Art Versicherung für die Zukunft.“

Quellen

  1. Ubah, O.C., Lake, E.W., Gunaratne, G.S. et al. (2021) Mechanisms of SARS-CoV-2 neutralization by shark variable new antigen receptors elucidated through X-ray crystallography. Nat Commun.
  2. University of Wisconsin-Madison, Pressemitteilung. Shark antibody-like proteins neutralize COVID-19 virus, help prepare for future coronaviruses. (aufgerufen am 20.12.2021)

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