Inhalierbare Nanoantikörper: Mit einem einfachen Spray gegen Covid-19?

Ein Spray mit Nanoantikörpern könnte in Zukunft vor schweren Verläufen von Covid-19 schützen. Forscher konnten in ersten Tests mit infizierten Goldhamstern vielversprechende Ergebnisse mit der Inhalation einer geringen Dosis solcher Nanobodies erzielen und schwere Verläufe verhindern. Die Nanokörperchen sind günstig herzustellen und relativ lange haltbar, was sie unter anderem zur Anwendung in ärmeren Ländern prädestiniert.

Endlich eine Behandlungsmöglichkeit für Covid-19?

Weltweit schreiten die Impfungen gegen SARS-CoV-2 voran. Ein wirkliches Gegenmittel gegen die Erkrankung gibt es aber nach wie vor nicht. Das antivirale Mittel Remdesivir kann zwar die Vermehrung des Virus hemmen, wirkt aber in vielen Fällen nur vorübergehend und im Anfangsstudium einer Infektion. Es existieren außerdem monoklonale Antikörper, die die Abwehrreaktion des Immunsystems nachahmen. Diese sind allerdings nur mit viel Aufwand herzustellen. Ein Antikörperpräparat mit richtiger Wirkung existiert bisher zudem nicht.

„ Während die Therapien mit monoklonalen Antikörpern durchaus Hoffnung wecken, Patienten mit noch milden Symptomen zu behandeln, erfordern sie extrem hohe Dosierungen – typischerweise mehrere Gramm pro Intravenöser Injektion. Das liegt unter anderem an der notorisch geringen Effizienz, mit der solche intravenös verabreichten großen Biomoleküle durch die Plasma-Lungenschranke gelangen“, so Sham Nambulli von der University of Pittsburgh.

Nambulli und sein Team haben daher eine Alternative entwickelt: Ein Mittel, das über die Atemwege als Inhalation an seinen Einsatzort gelangt. Es handelt sich dabei um kleine Peptide, die Fragmente von Antikörpern darstellen und gezielt an bestimmte Strukturen des Spike-Proteins von SARS-CoV-2 andocken. Die von den Forschern entwickelten Nanobodies sind viermal kleiner als Antikörper.

„Diese multivalenten Nanokörper zeigen eine Neutralisations-Fähigkeit, die vergleichbar oder sogar besser ist als einige der erfolgreichsten Antikörper gegen SARS-CoV-2„, so die Forscher. Das Team wollte herausfinden, ob ihr Mittel auch bei lebenden Tieren wirkt und hat dies mithilfe infizierter Goldhamster getestet. Sechs Stunden nach der Infektion verabreichten die Forscher den Hamstern dann den sogenannten PiN-21-Nanokörper über ein Nasenspray oder eine Inhalation.

Nanobodies verhindern schwere Verläufe

Die Ergebnisse waren vielversprechend: In einer mit einem Placebo behandelten Kontrollgruppe verloren die Tiere innerhalb von ein paar Tagen bis zu 16 Prozent Gewicht und entwickelten die für eine Covid-19-Infektion typische Lungenentzündung. Die Hamster, die mit den Nanobodies behandelt wurden, zeigten dagegen keinen Gewichtsverlust. Die Viruslast in ihren Atemwegen und Lungen sank innerhalb von fünf Tagen um das 10.000- bis Millionenfache ab. In den oberen Atemwegen sei das Virus bereits nach wenigen Tagen nicht mehr nachweisbar gewesen. Auch eine Lungenentzündung blieb aus. Es fanden sich außerdem deutlich weniger entzündliche Gewebeveränderungen bei den behandelten Hamstern.

Bereits eine Dosis von 0,2 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht erwies sich als Wirksam. Bei monoklonalen Antikörpern, die per Infusion verabreicht werden, sind Dosen von bis zu 50 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht erforderlich.

„Die Fähigkeit, die Virenvermehrung und Lungenpathologie sowohl in den oberen wie auch den unteren Atemwegen der Hamster zu unterbinden, kontrastiert stark mit den klinischen Antikörpern, die selbst bei hoher Dosierung Mühe haben, die Infektion bei diesen Tieren zu kontrollieren„, so die Forscher.

Wirksame Behandlung auch in ärmeren Ländern

Die Nanobodies stellen somit eine valide Möglichkeit zur Behandlung von Covid-19-Infektionen und Verhinderung von schweren Verläufen. „Wir sind von unseren Daten begeistert und ermutigt, denn sie sprechend dafür, dass PiN-21 hochgradig vor einem schweren Krankheitsverlauf schützen kann – und dass es möglicherweise auch eine Mensch-zu-Mensch-Übertragung des Coronavirus verhindert„, so Yi Shi, der an der Entwicklung beteiligt war.

Durch die Verabreichung des Wirkstoffes über eine Inhalation oder ein Nasenspray bringt ihn zudem gezielt an seinen Wirkort. „Indem wir eine Therapieform nutzen, die direkt an der Infektionsstelle – den Atemwegen und der Lunge – ansetzt, können wir die Behandlung effektiver machen“, sagt Shi. „Damit könnte eine auf PiN-21 basierende Inhalations-Therapie eine einfach anwendbare und kostengünstige Lösung bieten, um den Krankheitsverlauf und die Übertragbarkeit von Covid-19 abzuschwächen„, so die Forscher weiter.

Die Herstellungskosten für die Nanoantikörper-Sprays sind relativ gering, was eine Produktion in ärmeren Ländern wie Indien erleichtern würde. Da in einem Spray mehrere Nanokörper für mehrere Ansatzstellen des Virus kombiniert werden können, könnten die Sprays auch gegen mutierte Virenvarianten wirksam bleiben. Allerdings sind weitere Tests nötig, um die Dosierung und mögliche Nebenwirkungen zu erforschen, bevor klinische Studien geplant werden können.

via University of Pittsburgh