Ein riesiger Heuhaufen, vielleicht die berühmte Stecknadel – und die internationale Forschungsgemeinschaft geht wühlen: Mit diesen anschaulichen Worten beschreibt Dr. Andrea Thorn, Methodenentwicklerin für Strukturbiologie, die internationale Suche nach einem Medikament oder – im besten Fall – einem Impfstoff gegen das Coronavirus.
Um die Corona-Strukturen zu verstehen, arbeitet Dr. Andrea Thorn mit 21 Kollegen in neun Zeitzonen zusammen.
Dr. Andrea Thorn ©Michaela Schneider
Mit der „Coronavirus Structural Task Force“ leitet die 37-Jährige am Rudolf-Virchow-Zentrum der Universität Würzburg ein internationales Netzwerk, das es sich zur Aufgabe gemacht hat, der Forschungsgemeinschaft möglichst genaue Corona-Strukturen zu Verfügung zu stellen. Dabei arbeitet sie mit 21 Kollegen in neun Zeitzonen zusammen. Corona hat die wissenschaftliche Zusammenarbeit weltweit verändert.
Im Folgenden einige Beispiele für Coronaforschung, an der auch Würzburger Wissenschaftler beteiligt sind. Bei einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Screening bestehender Arzneimittel geht es darum, ein Medikament gegen die Hauptprotease aus dem Coronavirus zu finden. Auch daran arbeitet Thorn mit, sie unterstützt ihre Kollegen, die Strukturen zu bestimmen, in die ein möglicher Arzneistoff hineingebunden hat. „Sie nehmen 500 bekannte chemische Substanzen und das Protein aus dem Virus, das sie interessiert. Sie kristallisieren Protein und das potenzielle Arzneimittel und bestimmen die Struktur, um zu sehen, ob es angedockt hat. Falls dem so ist, wird getestet, ob das Molekül nun nicht mehr funktioniert, und was passiert, wenn man es dem lebenden Virus zusetzt.“
Die Chance sei recht hoch, ein Arzneimittel zu finden, das binde, erläutert die Forscherin. „Hürden zeigen sich jedoch oft spät im Prozess, insbesondere in der klinischen Phase. Man muss mit ungefähr einer Million Kandidaten im Screening anfangen, um am Ende eine Arznei zu finden“, erklärt sie. Zurück zur Grundlagenforschung – und ans Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI). Deren Direktor, der Infektionsbiologe Professor Jörg Vogel, berichtet von vier großen Corona-Forschungsprojekten und schaut zunächst einmal auf Corona als sogenanntes RNA-Virus.
Der Infektionsbiologe und Leibniz-Preisträger Professor Jörg Vogel untersucht im Würzburger Helm-holtz-Institut unter anderem die Faltung des neuartigen Coronavirus, um dadurch in den Prozess eingreifen zu können.
Prof Dr. Jörg Vogel ©Michaela Schneider
„Es baut sich zusammen aus dem eigenen in Proteine verpackten RNA-Erbgut. Um überhaupt in den Menschen reinzukommen und sich dort zu vervielfältigen, muss es mit seiner eigenen RNA mit den Proteinen der menschlichen Zelle interagieren. Zudem: Diese RNA ist kein loses Knäuel. Man kann sie sich als meterlangen Faden vorstellen, den man in einen Fingerhut packen will. Dazu muss sich die RNA falten – und das tut sie nach bestimmten Regeln“, erklärt Professor Vogel.
Diese Faltung zu untersuchen, zählt zur Kernexpertise seines Instituts. Kenne man die Faltung des Coronavirus, könne man versuchen einzugreifen und die Vermehrung des Virus zu stoppen, erklärt er den Ansatz hinter Forschungsprojekt eins. „In einem zweiten Projekt untersuchen wir, wie es das Virus schafft, seine eigenen Proteine zu produzieren. Ist das Virus dann in der Zelle drin, interagiert es. Es muss hier nicht nur mit den eigenen, sondern auch mit den ganzen Proteinen in der Zelle klarkommen und nutzt sie noch für seine Zwecke. Diese irren Interaktionen schauen wir uns in einem dritten Projekt an. Denn sobald man sie versteht, könnte man versuchen, mit Medikamenten einzugreifen. Bei unserem vierten Projekt untersuchen wir schließlich die Immunantwort des Menschen auf das Virus. Ziel ist es, Veränderungen früh zu erkennen, um Patienten möglichst behandeln zu können, noch ehe sie Symptome entwickeln“, so der Infektionsbiologe.
