Studie der Universität Stanford

Wie bakterielle Abwehrsysteme SARS-CoV-2 ausschalten

Mit Bakterien, die Nuklease-Proteine gegen das Erbgut von Viren einsetzen, lenken Forscher der Stanford University die Aufmerksamkeit auf eine neue Bekämpfungsstrategie von SARS-CoV-2.

Die Infografik stellt die "PAC-MAN-Strategie" vor, mit der die Bakterienabwehr die Hemmung Viren-RNA ansteuert. Quelle: Stanford University

PAC-MAN steht für "prophylaktisches antivirales CRISPR in human cells" und wurde von einem Forscherteam der Stanford University in Laboruntersuchungen angewandt, um die Vermehrung des neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 mithilfe bakterieller Abwehrsysteme (CRISPR) zu hemmen. Dafür schleusten die Forscher das Bakterien-Protein tief in die menschlichen Lungenepithelzellen. Hier nehmen die Proteine den Kampf gegen die Virus-RNA auf und unterbinden so die Ausbreitung durch Vermehrung. Dieses Verfahren funktioniert ebenso bei Influenza-Viren, heißt es.

Verminderung der Belastung in respiratorischen Epithelzellen

Auf der theoretischen Grundlage, dass ein Protein der Gattung der Nukleasen mit einer Sonde ausgestattet in der Lage ist, durch die Zellen der Viren zu "patrouillieren" und virales Erbgut zu vernichten, startete die Untersuchung. Voraussetzung für den Prozess ist die Erkennung der feindlichen Moleküle durch die bakterielle Abwehr. Die Kombination aus dem virus-vernichtenden Protein Cas13d und den PAC-MAN bindet sich komplementär an bestimmte Moleküle des viralen Erbguts und kann diese mittels Gen-Schere ausschneiden – modellhaft gesprochen. Gelingt dieser Prozess, könne die Vermehrung der Viren um mehr als 90 Prozent gesenkt werden, so die Forscher.

 

In einem komplexen Abwehrprozess finden die Bakterienproteine die Viren-RNA, docken mittels Sonde an ihnen an und schneiden sie heraus. | Abbott, T, et al. Stanford University 2020, Cell


In der ersten Publikation im Fachmagazin Cell schreiben die Forscher, dass diese Methode, gezielt verabreicht als Spray in die Atemwege der Lunge, ein wichtiger Schritt in zur Bekämpfung des Coronavirus darstellen könnte. In weiteren Labor- und Tierversuchen wird das Verfahren jetzt in Kooperation mit der New York University und dem Karolinska-Institut in Schweden weiter auf seine Anwendbarkeit bei großen Säugetieren und dem Menschen geprüft.

Abbott, T. et al. 2020 Development of CRISPR as an Antiviral Strategyto Combat SARS-CoV-2 and Influenza in Cell doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.020

Das neu identifizierte Coronavirus SARS-CoV-2 verursacht die "Corona virus disease 2019" (Covid-19) und ist Auslöser der COVID-19-Pandemie.

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