Neues Protein zur HIV-Therapie entdeckt

Fabian Peters

Aids-Forschung: Wissenschaftler entdecken wirkungsvolles Protein zur HIV-Therapie

24.12.2010

Forscher der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) haben einen neuen Behandlungsansatz für die HIV-Therapie entwickelt. Während bisherige Medikamente die Vermehrung der HI-Viren nur über den Eingriff in die menschlichen Zellen verhindern konnten, gelangt es den Forschern der MHH mit Hilfe eines neu entdeckten Proteins, die Viren direkt anzugreifen. Die neue Methode verspricht weniger Nebenwirkungen und könnte auch gegen andere Virus-Krankheiten wie beispielsweise Ebola oder Hepatitis eingesetzt werden, erklärten die Wissenschaftler der MHH. Mit der Entwicklung eines entsprechenden Medikaments ist jedoch frühestens in sechs bis sieben Jahren zu rechnen.

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Das Forscherteam um Reinhold Schmidt und Wolf-Georg Forssmann von der MHH hat gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Ulm einen neuen Ansatz zur Behandlung von HIV entwickelt und diesen in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Science Translational Medicine“veröffentlicht. Den Ergebnissen ihrer klinischen Studie zufolge kann das von ihnen entdeckte Peptid VIR-576, wirksam zur Hemmung der Vermehrung von HI-Viren bei Patienten eingesetzt werden, erklärten die Wissenschaftler. Dabei setzte die Behandlung nicht wie bisherige Methoden am Zellkern der körpereigenen Zellen der HIV-Patienten an sondern direkt am Virus selbst, betonten die Experten der MHH.

HI-Viren müssen mit körpereigenen Zellen verschmelzen
Um sich im Körper der HIV-Infizierten zu vermehren und über die Blutbahn weitere Zellen zu befallen, müssen die HI-Viren mit den menschlichen Zellen verschmelzen. Hier setzen alle bisherigen Behandlungsmethoden an und versuchen die Vermehrung des Virus in den körpereigenen Zellen zu unterdrücken oder die Oberflächenstruktur der Zellen so zu verändern, dass die HI-Viren keine Möglichkeit mehr zum Andocken haben. Da jedoch immer in die Zellen der HIV-Patienten eingegriffen wird, drohen erhebliche Nebenwirkungen. Dies könnte sich mit dem Einsatz des Peptid VIR-576 ändern, so die Hoffnung der MHH-Wissenschaftler. Denn das Peptid greift nicht in die menschlichen Zellen ein, sondern blockiert direkt in der Hülle der HI-Viren das sogenannte Fusionseiweiß, ein Protein welches zum Andocken an die Oberfläche der menschlichen Zelle notwendig ist. „Ohne dieses Eiweiß können die Viren nicht in menschliche Zellen eindringen“, betonte Wolf-Georg Forssmann, Leiter der Forschungsgruppe Experimentelle und Klinische Peptidforschung an der MHH. So lasse sich die Anzahl der Viren im Blut von HIV-Infizierten mit der neuen Methode effizient verringern und eine Ausbruch der Immunschwäche Krankheit vermeiden, ohne das ähnliche Nebenwirkungen auftreten wie bei den bisherigen Behandlungsmethoden, erklärten die Forscher weiter.

Neuer Wirkstoff ohne vergleichbare Nebenwirkungen
Die „Nebenwirkungen der bisher gebräuchlichen Medikamente basieren alle darauf, dass sie immer am Zellkern der menschlichen Zelle angreifen“, erklärte der Direktor der Klinik für Immunologie und Rheumatologie an der MHH, Prof. Reinhold Schmidt. Dadurch können zum Beispiel Symptome wie Störungen der Blutbildung, Nieren- oder Leberprobleme auftreten, betonte der Fachmann. Von dem Einsatz des Peptids VIR-576 zur Blockierung des Fusionseiweiß auf der Hülle der HI-Viren seien derartige Nebenwirkungen nicht zu erwarten, weil VIR-576 nicht in die menschlichen Zellen eindringe, so die Forscher der MHH weiter. Entsprechend ihren Erwartungen hätten auch die bisherigen klinischen Studien keine schwerwiegenden Nebenwirkungen von VIR-576 gezeigt, schreiben Schmidt und Kollegen im Fachmagazin „Science Translational Medicine“. Im Rahmen ihrer Studie hatten die Forscher 18 HIV-Infizierte zehn Tage lang eine hochdosierte Infusion des Peptids VIR-576 verabreicht und konnten dadurch die Zahl der aktiven Viren im Blut der Patienten um bis zu 91 Prozent verringern. Dabei seien im schlimmsten Fall leichte Nebenwirkungen wie beispielsweise Ausschlag, Kopfschmerzen oder Durchfall aufgetreten, berichten die Forscher weiter.

Weniger Resistenzen zu befürchten
„Das ist ein ganz neues Wirkprinzip gegen Viren“ betonte Reinhold Ernst Schmidt und erklärte, dass mit Hilfe des Peptids auch Patienten behandelt werden können, bei denen die herkömmlichen HIV-Medikamente nicht mehr greifen. Denn gegen die gängigen Präparate entwickeln die HI-Viren schnell Resistenzen, weil sie im Zuge ihre schnellen Vermehrung ihre Eigenschaften immer wieder verändern. So werden Patienten bisher stets mit einer Kombination aus drei Medikamenten behandelt, um das Risiko der Resistenzen so gering wie möglich zu halten, erklärten die Forscher der MHH. „Wenn man nur eins geben würde, würde sich innerhalb von Wochen eine Resistenz entwickeln“, so Schmidt. Bei dem neu entdeckten Peptid VIR-576 ist die Wahrscheinlichkeit einer Resistenz nach Aussage der Forscher jedoch sehr gering, da VIR-576 an einem Teil des Virus ansetzt, der nur schwer mutieren kann, ohne gleichzeitig seine Funktion zu verlieren. „Aufgrund des neuen Wirkmechanismus ist VIR-576 auch gegen HI-Viren wirksam, die gegen andere Medikamente bereits resistent geworden sind“, erklärte der ebenfalls an der klinischen Studie beteiligte Frank Kirchhoff von der Universität Ulm.

Entwicklung als Tablettenform geplant
Auch wenn der neue Behandlungsansatz erfolgversprechend zu sein scheint, ist die bisherige Verabreichung des Wirkstoffs als Dauerinfusion im medizinischen Alltag nicht praktikabel. Doch eine andere Darreichungsform muss erst noch entwickelt werden, da VIR-576 bei den gängigen Methoden zu schnell zerfällt bzw. vom Körper abgebaut wird. So betonte auch Frank Kirchhoff, dass „die Substanz derzeit noch nicht für die breite klinische Anwendung geeignet“ ist. Denn nicht nur die Dauerinfusion ist ein Problem, auch die Herstellung des Peptids ist bislang zu aufwendig und teuer, erklärte Kirchhoff. Daher arbeiten die Forscher der MHH nach eigenen Angaben mit Hochdruck daran, aus dem Peptid möglichst schnell ein besser verwendbares Medikament zu entwickeln. „Wir versuchen, VIR-576 zu einem kleinen Molekül zu machen, so dass man es in der Therapie problemlos anwenden kann“, erklärte Reinhold Schmidt. Eines der Ziele sei dabei, den Wirkstoff in Tablettenform auf den Markt zu bringen. „Wir kennen jetzt das Molekül und seine Bindungsstelle am HI-Virus. Für die Zukunft planen wir, das Molekül chemisch herzustellen, sodass es in eine Tablette hineinpasst“, so Schmidt. Mit all den Tests und Weiterentwicklungen, die die Fachleuten der MHH noch vor sich haben, wird die Einführung eines Medikaments auf VIR-576-Basis jedoch noch mindestens sechs bis sieben Jahre dauern.

Behandlungsansatz könnte auch bei anderen Viruskrankheiten helfen
Die Forscher der MHH hoffen mit ihrem neuen Ansatz der VIR-576 Behandlung künftig auch andere Viruskrankheiten wie Grippe, Mumps, Masern, Hepatitis B und Hepatitis C oder Ebola erfolgreich bekämpfen zu können, da die Viren ebenfalls mit den körpereigenen Zellen verschmelzen müssen, um sich zu vermehren. "Der von uns entwickelte Mechanismus könnte also für viele weitere Viren sehr relevant sein"; betonte Reinhold Schmidt. Auch der Hamburger HIV-Experte Prof. Andreas Plettenberg, Leiter des ifi-Instituts für Interdisziplinäre Medizin auf dem Gelände der Asklepios-Klinik St. Georg, zeigte sich angesichts der aktuellen Studienergebnisse vorsichtig optimistisch: „Das ist sicher ein interessanter und innovativer Ansatz. Ob sich die Hoffnung auf weniger Nebenwirkungen und weniger Resistenzen bewahrheitet, muss sich aber noch zeigen. Das wird sich erst in weiteren Studien mit vielen Patienten und langen Beobachtungszeiten herausstellen“, betonte der Fachmann. Plettenberg ergänzte: „Es sind noch viele Hürden zu nehmen, aber die ersten Schritte sind gemacht. Und man kann nur hoffen, dass die weiteren Schritte auch erfolgreich sind“.

Bereits heute kann die Vermehrung der HI-Viren in den Wirtszellen der Betroffenen mit herkömmlichen Präparaten relativ gut gehemmt werden, so dass in Ländern wie Deutschland HIV-Infizierte bei konsequenter Therapie eine fast normale Lebenserwartung haben, auch wenn sie ein Leben lang in Behandlung bleiben müssen. Problematisch sind die auftretenden Resistenzen und die bisweilen massiven Nebenwirkungen der HIV-Medikamente. Hier könnte VIR-576 bei Weiterentwicklung eine echte Alternative darstellen.

Peptid VIR-576 aus natürlichem Transportprotein abgeleitet
Das Peptid VIR-576 hatten die Forscher der MHH bereits 2007 bei der Untersuchung der virushemmenden Funktion von Eiweißen, die normalerweise im menschlichen Blut vorkommen, entdeckt. Dabei stießen sie auf ein natürliches Transportprotein im Körper, das sogenannte Alpha-1-Antitrypsin und entwickelten aus diesem das potentere VIR-576. „Wir haben zunächst das Eiweiß aus dem Blut isoliert und dann das Peptid aus dem Gesamteiweiß herausgelöst“, erläuterte Reinhold Schmidt. An der MHH seien über 600 verschiedene synthetisch hergestellte Peptide aus dem einen Transportprotein abgeleitet worden, wobei jeweils kleine Veränderungen zur Blockierung des Fusionseiweiß auf den Hüllen der HI-Viren getestet wurden. Bei VIR-576 habe es dann geklappt, so die Aussage der MHH-Forscher zur Entwicklung ihrer innovativen Behandlungsmethode. (fp)