Universitätsklinikum Frankfurt und Goethe-Universität sind an einer europäischen Forschungsplattform zur Vorsorge künftiger Pandemien beteiligt. Mit Förderung der EU soll in fünf Jahren eine Pipeline zur Entwicklung antiviraler Wirkstoffe entstehen. Insgesamt sind 13 Partner aus sechs Ländern integriert, federführend ist das Universitätsklinikum Jena.

Die COVID-19-Pandemie hat schmerzhaft vor Augen geführt, welche immensen Auswirkungen das Auftreten oder die Rückkehr gefährlicher Viren hat. Die Weltgesundheitsorganisation listet zum Beispiel Ebola-, Lassa- oder Zikaviren als Erreger auf, die ein besonders großes Risiko für künftige Epidemien oder gar Pandemien darstellen. Das Grippevirus steht nicht auf dieser WHO-Liste, hat seine Gefährlichkeit im 20. und 21. Jahrhundert aber schon mehrfach gezeigt.

Impfungen und antivirale Medikamente bilden die wesentlichen Säulen der weltweiten Pandemievorsorge, müssen wegen der genetischen Wandelfähigkeit von Viren aber stetig angepasst werden. Mechanismen in den infizierten Zellen, die das Virus für seine Vermehrung braucht und Immunprozesse, die Wirtszellen auslösen, um sich dagegen zu wehren, unterliegen weit weniger Veränderung. Auf der Suche nach antiviralen Wirkstoffen will sich ein vom Universitätsklinikum Jena koordinierter europäischen Forschungsverbund deshalb auf die Wirtszellen konzentrieren. Bei hier angreifenden Wirkstoffen besteht ein weit geringeres Risiko der Resistenzentwicklung.

Wirkstoffsuche in silico, in vitro und in vivo

„Wir wollen eine Forschungsplattform aufbauen, die rechnerisch und experimentell geeignete Zieleiweißstoffe und deren Signalwege in den Wirtszellen identifiziert. Entsprechende Wirkstoffkandidaten werden im Labor und im Tierversuch getestet und der beste davon im Rahmen einer klinischen Pilotstudie validiert“, beschreibt Prof. Dr. Rainer König, Institut für Infektionsmedizin und Krankenhaushygiene am Universitätsklinikum Jena, das Forschungsprogramm. Er koordiniert das Projekt mit 13 Partnerinstitutionen, die von der EU und Großbritannien mit insgesamt 8,1 Millionen Euro in fünf Jahren gefördert werden. Die aufzubauende Pipeline umfasst auf der Suche nach geeigneten Zieleiweißstoffen zunächst das Sichten veröffentlichter Daten von Hochdurchsatz-Genknockout Studien mit infizierten Zellen, die dann mit selbstlernenden Algorithmen analysiert werden. Das Jenaer Teilprojekt entwickelt diese Algorithmen, um konsistente Muster in den Daten zu erfassen.

Das Teilprojekt der Frankfurter Forscherinnen und Forscher strebt gemeinsam mit zwei renommierten Virologie-Partnern aus Frankreich an, eine robuste experimentelle Plattform zur Identifizierung von Wirtsfaktoren und Wirkstoff-Screening zu etablieren. Diese Plattform soll eine nachhaltige Pandemie-Vorbereitungs-Pipeline schaffen, die bei einem neuen Ausbruch einsatzbereit ist. „Wir werden gemeinsame Wirtsfaktoren identifizieren, die für den Lebenszyklus von pandemiebezogenen Viren in humanen Zelllinien- und Primärkulturmodellen relevant sind“, erklärt Dr. Tuna Toptan Grabmair, Institut für Medizinische Virologie am Universitätsklinikum Frankfurt und Leiterin des Beitrags der Goethe-Universität zum APPEAL-Projekt. „Parallel dazu werden wir Substanzen mit breitem Spektrum identifizieren, innovative Medikamente auf RNA-Technologiebasis testen und ihre Wirkungsweise untersuchen. Im APPEAL streben wir Präzision und Reproduzierbarkeit an. Die Einzigartigkeit dieses EU-Projekts resultiert aus der hoch vernetzten, multidisziplinären Expertise von Virologen, Bioinformatikern, Chemikern, Physikern, Ingenieuren und Klinikerinnen, die den aktuellen Stand der Technik übertrifft.“

Am Projekt APPEAL beteiligte Institutionen

• Universitätsklinikum Jena, Deutschland
• Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Frankfurt, Deutschland
• Imperial College London, Vereinigtes Königreich
• Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Deutschland
• Universitätsmedizin Greifswald, Deutschland
• Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paris, Frankreich
• ERINHA European Research Infrastructure on Highly Pathogenic Agents, Brüssel, Belgien
• Erasmus Universitair Medisch Centrum Rotterdam, Niederlande
• Institut Pasteur, Paris, Frankreich
• Ecrin European Clinical Research Infrastructure, Paris, Frankreich
• Mattek in vitro Life Science Laboratories, Bratislava, Slovakei
• Acondicionamiento Tarrasense Associacion, Barcelona, Spanien
• Consultech Technologieberatung GmbH, Berlin, Deutschland