In der Ausgangslage bestand die Notwendigkeit, schnell einen Therapieansatz für eine SARS-CoV2 Infektion zu finden, welche sich an auftretende Varianten leicht würde anpassen lassen.
Das Projekt wurde im Verbund mit dem SFB 1309 durchgeführt. Es wurde untersucht, ob sich der Ansatz der small interfering RNA (siRNA) auf die Bekämpfung von SARS-CoV2 anwenden lassen würde. siRNAs sind kleine doppelsträngige RNA-Moleküle, welche spezifisch an virale messengerRNA binden können, was zu deren Degradation führt. Die Wechselwirkung erfolgt über eine selektive Basenpaarung. Das ermöglicht es, die siRNA-Medikamente schnell bezüglich neuer Virusvarianten anzupassen. Da SARS-CoV2 ein RNA Virus ist, bestand auch die Hoffnung, dass die siRNAs direkt den Abbau der Virus-RNA einleiten können. Das Hauptproblem bei einem siRNA Therapieansatz ist die Notwendigkeit, die siRNA in die Zelle einzuschleusen.
rechts: Gerät zur Synthese der Click-modifizierten siRNAs (Quelle: LMU, Thomas Carell)
Im Zuge des Projekts wurden zunächst siRNA-Genscheren entworfen. Deren Aktivität wurde in einem fluoreszenz-Zellassay ermittelt. Es wurden verschiedene siRNA-Sequenzen getestet, und die aktivsten wurden für weitere Untersuchungen im S3-Labor an Virus-infizierten Zellen ausgewählt. Für alle diese Screening-Versuche wurden die siRNAs mit Hilfe sogenannter Transfektionsreagenzien in die Zellen eingebracht. Die aus diesem Screening hervorgegangenen siRNAs wurde anschließend einer weiteren Optimierung vor allem bezüglich der Zellgängigkeit optimiert. Zu diesem Zweck wurden die siRNAs mit Alkinen ausgestattet und mit Hilfe der Click-Reaktion (Nobelpreis 2022) mit Peptiden und Zuckern derivatisiert, welche die zelluläre Aufnahme vermitteln sollten. Die derart chemisch veränderten siRNAs wurden dann erneut an Virus-infizierten Zellen im S3-Labor getestet.
In der Tat konnten so siRNA-Medikamente entwickelt werden, welche die Virusmenge in den infizierten Zellen dramatisch reduzierten. In einem abschließenden Experiment wurde die antivirale „heilende“ Aktivität an infizierten Lungenorganoid-Modellen bestätigt. Projektergebnis ist die erfolgreiche Entwicklung eines Anti-SARS-CoV2-Medikamentes mit gezeigter Wirksamkeit im Lungenorganoid Modell.
