Künstliche Rezeptoren aus Coronavirus-DNA eröffnen neue Wege für die Forschung.

6. November 2024 Bericht

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Ein Team von Mikrobiologen und Virologen an der Universität Wuhan, in Zusammenarbeit mit Kollegen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Universität Washington und Humabs BioMed SA, hat herausgefunden, dass es möglich ist, Coronavirus-DNA zu verwenden, um Rezeptoren zu erstellen, die den Membranen menschlicher oder tierischer Zellen für Forschungszwecke hinzugefügt werden können.

In ihrem in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel beschreibt die Gruppe, wie sie solche Rezeptoren von Grund auf aufgebaut hat und mögliche Anwendungen dafür aufzeigt.

Vorherige Forschungen haben gezeigt, dass das Coronavirus Menschen infiziert, indem es ein Spike-Protein auf seiner Oberfläche verwendet, um mit einem Rezeptorprotein auf der Oberfläche einer Wirtszelle zu binden. Nach der Bindung kann das Virus durch den Rezeptor in die Zelle eindringen und eine Infektion verursachen. Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass ein Mittel gefunden werden muss, um Menschen in der Zukunft vor den Tausenden von Coronaviren zu schützen, die in der Natur existieren, indem das Verhalten von Coronaviren imitiert wird.

Leider ist es nicht nur schwierig, sondern auch gefährlich, Proben zu finden und in Labors zu züchten. Aus diesem Grund haben Forscher begonnen, Proben von Coronavirus-Genomen zu sammeln. Solche Proben können ein Spike-Protein 'heranwachsen', das identisch mit dem wäre, das sich natürlich auf dem ursprünglichen Virus entwickelt hätte. Das Problem liegt darin, eine menschliche Zelle zu finden, die mit dem Spike-Protein kompatibel ist.

In diesem neuen Versuch fragten sich die Forscher, ob es nicht einfacher sein könnte, einfach einen Rezeptor basierend auf der Form des Spike-Proteins zu erstellen und ihn dann an die Oberfläche einer menschlichen Zelle zu fusionieren. Die Ergebnisse könnten dann für Forschungszwecke verwendet werden, um das ursprüngliche Coronavirus zu bekämpfen, sollte es Mutationen erfahren, die es ermöglichen, Menschen zu infizieren.

Um die gewünschten Rezeptoren zu erstellen, verwendete das Forschungsteam bekannte Coronavirus-Rezeptoren, um das zu bauen, was sie als Gerüste beschreiben. Diese Rezeptoren beinhalten ACE2, den bekanntesten, der vom Virus verantwortlich für COVID-19 genutzt wird. Das Team fügte dann Teile hinzu, die den Teilen des Spike-Proteins entsprachen, die als 'Virus-Bindungsbereiche' bezeichnet werden. Anschließend manipulierten sie die Ergebnisse auf unterschiedliche Weise, um die optimalen Ergebnisse zu finden.

Das Team testete ihre Rezeptoren an Pseudo-Viren und ging dann dazu über, bekannte Rezeptoren zu imitieren. Dabei stellten sie fest, dass sie sehr genau echte Rezeptoren wie ACE2 nachahmen konnten. Im Laufe der Zeit haben sie 12 einzigartige Rezeptoren erstellt, die das Team für Forschungszwecke als gleichwertig mit den echten Rezeptoren ansieht.

Weitere Informationen: Peng Liu et al, Design of customized coronavirus receptors, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08121-5

Journal-Informationen: Nature

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