Wissenschaftler vergessen einen wichtigen Bestandteil bei der Suche nach dem Corona-Impfstoff

Foto: peoplecreations, Freepik

Was hat das Coronavirus mit Gin Tonic, Blut, DNA und Blättern gemeinsam? Für diejenigen, die es nicht wissen, gebe ich Ihnen einen weiteren Hinweis: Ein Glas Cola enthält 3 Esslöffel davon. Zucker.

Am 5. Februar 2020 veröffentlichte ein Team von Wissenschaftlern aus China, Amerika und Australien das erste molekulare 3D-Modell eines äußeren Partikels des neuen Coronavirus (Abbildung 1). Seitdem folgten viele weitere Modelle. Auffallenderweise lassen fast alle Modelle die Zuckermoleküle auf der Oberfläche des Virus weg. Ein großer Fehler, denn diese unvollständigen 3D-Modelle bilden die Grundlage für den Corona-Impfstoff. Wenn Wissenschaftler den Zucker nicht berücksichtigen, können sie keinen guten Impfstoff entwickeln.

Zuckermoleküle an der Oberfläche bilden eine Art Dschungel, der das Virus bedeckt. Das unten gezeigte Modell (Abbildung 2) ist eines der wenigen, welches dies zeigt. Es wurde kürzlich online von Robert Woods von Lectenz Bio in Athen veröffentlicht. Die dunkelvioletten Teile sind Zuckermoleküle und bilden eine Art Schutzschild um das Viruspartikel.

Abbildung 1. Ein Beispiel eines 3D-Modells eines Coronaviruspartikels. Es zeigt keinen Zucker (Wrapp et al., 2020).

Abbildung 2. Ein 3D-Modell eines Coronaviruspartikels mit Zucker (in violett). Online veröffentlicht von Robert Woods von Lectenz Bio in Athen.

Impfstoffentwicklung

Mithilfe der veröffentlichten 3D-Modelle versuchen Wissenschaftler vorherzusagen, welche Teile des Virus vom Immunsystem einer infizierten Person erkannt werden. Um das Immunsystem gesunder Menschen zu trainieren, wird eines dieser Virusstücke als Impfstoff verabreicht. Eine solche virale Fraktion ist an sich nicht gefährlich, aber das Immunsystem des gesunden Menschen erkennt sie dennoch als Eindringling und entwickelt eine Erinnerung an das Viruspartikel. Wenn diese Person später im Leben mit dem echten Virus in Kontakt kommt, erkennt ihr Immunsystem das Virus sofort und bekämpft es.

“Zucker an der Oberfläche des Virus verdecken seine Merkmale”

Was genau ist das Problem, wenn Forscher den Zucker auf der Oberfläche eines Virus weglassen? Ich werde dies anhand eines Beispiels veranschaulichen: Angenommen, Sie sind ein Immunsystem. Sie werden angewiesen, einen Eindringling, einen Banditen, zu finden, der von Kopf bis Fuß tätowiert ist. Die Wissenschaftler geben Ihnen ein Fahndungsplakat, auf dem eines der Tattoos abgebildet ist. Das ist das Erkennungsmerkmal, auf das Sie sich konzentrieren werden. Aber der Bandit läuft nicht nackt herum. Viele seiner Tattoos sind mit Hosen, Pullovern und Schuhen bedeckt. Genau das tun die Zucker an der Virusoberfläche: Sie verdecken die Erkennungsmerkmale. Dadurch, dass die Zucker ignoriert werden, konzentrieren sich die Forscher auf ein Erkennungsmerkmal des Virus, das für das Immunsystem möglicherweise unsichtbar ist. Wenn Wissenschaftler auch die abschirmende Wirkung von Zuckern berücksichtigen würden, könnten sie Impfstoffe viel gezielter entwickeln.

Selbst wenn das Immunsystem die Merkmale des Virus „sehen“ kann, besteht dennoch die Möglichkeit, dass das Immunsystem das Viruspartikel aufgrund des Zuckerschilds nicht erreichen kann. Dies gilt auch für Medikamente: Wenn ein Medikament nicht durch den dichten Zuckerdschungel manövrieren kann, kann es das Virus nicht beseitigen.

“Wissenschaftler sollten aufhören, sich mit dem nackten Virus zu befassen, und damit beginnen, sein Zucker-Outfit einzubeziehen”

Produktionsprobleme

Zucker kann auch bei der Herstellung von Impfstoffen Sand ins Getriebe streuen. Ein Impfstoff besteht aus Teilen des Virus. Wissenschaftler produzieren diese Teile in Produktionssystemen: Zellen von beispielsweise Menschen, anderen Tieren oder Bakterien. Jedes dieser Produktionssysteme verfügt über eine eigene Zuckerfabrik, die den Coronavirusstücken eine andere Zuckerbeschichtung verleiht als auf dem ursprünglichen Virus. Ein System produziert Viruspartikel mit wenig Zucker (ein Bandit trägt nur eine Badehose: fast alle Tätowierungen sind sichtbar), während andere Systeme das Viruspartikel vollständig verpacken (ein Bandit in einem Overall, Stiefeln, Handschuhen und einer Skimaske). Im ersteren Fall kann sich das Immunsystem auf ein falsches Merkmal (Tätowierung) konzentrieren, das durch Zucker im echten Virus verborgen ist. Im zweiten Fall bietet der Impfstoff keine Funktionen zum Trainieren des Immunsystems. Als solches wird es sich nicht ausreichend auf das echte Virus vorbereiten.

Einige Zuckerfabriken produzieren den Zucker Sialinsäure, die in großer Zahl das Immunsystem unterdrücken kann. Da ein Impfstoff das Immunsystem richtig aktivieren und trainieren muss, sollte ein Impfstoff diesen Zucker nicht enthalten. Daher sollten Wissenschaftler ein Produktionssystem auswählen, das keine Sialinsäure produziert, oder diesen Zucker nach der Produktion aus dem Viruspartikel „herausschneiden“.

Natürlich gibt es auch unzählige erfolgreiche Impfstoffe, die ohne Berücksichtigung von Zucker entwickelt wurden. Der Zucker ist also möglicherweise nicht der Heilige Gral, der die Welt zum Corona-Impfstoff führt. Wenn Wissenschaftler jedoch aufhören, sich mit dem nackten Virus zu befassen, und auch dessen Zucker-Outfit in die Suche einbeziehen, ist es wahrscheinlicher, dass wir bald einen funktionierenden Impfstoff in der Hand haben.


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