Wo ZMapp wirkt 19.11.2014, 12:49 Uhr

Biologen finden die Schwachstellen des Ebola-Virus

Im Kampf gegen die Ebola-Epidemie liefern US-Forscher jetzt erste Erkenntnisse über die Schwachstellen des Erregers. Mit Hilfe von 3D-Bildern konnten sie beobachten, an welchen Stellen das experimentelle Medikament ZMapp ansetzt. Bislang war nicht klar, wie ZMapp, das schon einige Menschen von Ebola heilen konnte, im Detail wirkt.  

Ebola-Übung im Ebola-Ausbildungszentrum in Würzburg: Jetzt haben Forscher aus den USA zum ersten Mal Schwachstellen des Virus beobachten können, an denen Medikamente ansetzen können.

Ebola-Übung im Ebola-Ausbildungszentrum in Würzburg: Jetzt haben Forscher aus den USA zum ersten Mal Schwachstellen des Virus beobachten können, an denen Medikamente ansetzen können.

Foto: Daniel Karmann/dpa

Seitdem die Ebola-Epidemie in Westafrika ausgebrochen ist, wird weltweit mit Hochdruck an einem wirksamen Medikament gegen die Virusinfektion geforscht. Betroffen von der Epidemie sind acht Länder in Westafrika. Nach wie vor ist die Überragungsrate noch sehr hoch, in Sierra Leone steigen die Neuinfektionen. Bislang hat das Ebola-Virus 15.000 Menschen infiziert und etwa 5.000 Menschen das Leben gekostet.

Forscher setzen aktuell auf den experimentellen Antikörper-Cocktail ZMapp zur Behandlung der Patienten. ZMapp hindert das Virus am Eintreten in die Zellen und warnt das Immunsystem vor dem Erreger, indem es eine antivirale Reaktion auslöst. Aber wie genau ZMapp wirkt, wo es beim Virus ansetzt, war bislang unbekannt. Immerhin überlebten fünf von sieben Ebola- Patienten, die mit ZMapp behandelt wurden.

ZMapp zeigt Wirkung auf 3D-Bildern

Um herauszufinden, ob ZMapp der tatsächliche Grund des Überlebens ist, analysierten die Biologen des Scripps-Instituts im kalifornischen La Jolla mit einer speziellen Form der Elektronenmikroskopie die Strukturen der Antikörper. Dabei ist es ihnen tatsächlich gelungen, die Schwachstellen des Ebola-Virus ausfindig zu machen. Mit Hilfe von 3D-Bildern können die Forscher genau sehen, an welchen Stellen das Medikament ZMapp gegen das Virus wirkt.

Sie haben das Ebola-Virus mit Hilfe der 3D-Technik beobachtet: die Forscher Andrew Ward, Erica Ollmann Saphire and Daniel Murin.

Sie haben das Ebola-Virus mit Hilfe der 3D-Technik beobachtet: die Forscher Andrew Ward, Erica Ollmann Saphire and Daniel Murin.

Quelle: The Scripps Research Institute

Sie erstellen Schnittbilder eines Moleküls oder Virus’ und setzten sie anschließend wieder in einem dreidimensionalen Strukturbild zusammen. „Diese Strukturbilder des Ebola-Virus sind eine Art Feind-Erkundung“, beschreibt Scripps-Forscher Charles Murin.

Drei verschiedene Antikörper

Bei ZMapp handelt es sich um einen Cocktail aus drei verschiedenen Antikörpern. Die 3D-Bilder zeigten, wie sich die Antikörper verhalten. Einer der Antikörper bindet sich an die Oberseite des Virus und agiert als Hilferuf für das Immunsystem. Die zwei anderen Antikörper hingegen docken sich an der Basis des Virus an, wo sie verhindern wollen, dass das Virus in die Körperzelle eindringt.

Diese Erkenntnisse zeigten den Wissenschaftlern, dass die zwei Antikörper sich in der Verteidigung der Körperzellen Konkurrenz machen und eine effektive Therapie nicht ermöglichen. „Anstatt zwei verschiedene Antikörper einzusetzen, die das gleiche tun, könnte es sinnvoller sein, einfach doppelt so viel von einem der beiden einzusetzen“, meint Murin.

Mehrere Pharmaunternehmen arbeiten an Medikamenten gegen Ebola

„Jetzt, da wir wissen, wie ZMapp Ebola angreift, können wir schauen, wie andere experimentelle antivirale Medikamente sich verhalten und versuchen, effizientere Cocktails zu mischen“, erklärt die Biologin Erica Ollmann Saphire.Die im kalifornischen San Diego ansässige Firma Mapp Biopharmaceutical entwickelte das Medikament ZMapp. Erste klinische Tests sollen im kommenden Jahr starten.

3D-Modell des Ebola-Virus: Deutlich zu sehen sind die Stellen, an denen das Medikament ZMapp ansetzt. 

3D-Modell des Ebola-Virus: Deutlich zu sehen sind die Stellen, an denen das Medikament ZMapp ansetzt.

Quelle: The Scripps Research Institute

Die im US-Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlichte Studie wurde von einem Forschungsverbund vorgenommen, welche im Auftrag der US-Gesundheitsbehörden nach einem Gegenmittel für das Ebola-Virus sucht. Insgesamt testen Wissenschaftler Antikörper aus 25 Laboren weltweit. Jetzt sollen insbesondere die Antikörper untersucht werden, die die Überlebenden der Ebola-Infektion aufgrund der Krankheit entwickelt haben.

Auch andere Forschungsinstitute und Pharmaunternehmen arbeiten an Medikamenten und Impfstoffen. Ab Anfang Dezember wollen die Ärzte ohne Grenzen die antiviralen Medikamente Brincidofovir und Favipiravir Patienten verabreichen. Dabei will die Hilfsorganisation untersuchen, ob durch die Medikamente der Anteil der Infizierten steigt, die die Krankheit wenigstens zwei Wochen überleben.

„Klinische Studien von experimentellen Wirkstoffen mitten in einer solchen humanitären Krise durchzuführen, ist eine neue Erfahrung für uns alle“, erläutert der Leiter der Brincidofovir-Studie Peter Horby von der University of Oxford. „Aber wir sind fest entschlossen, die Menschen in Westafrika nicht zu enttäuschen.“

 

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