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Wirkung von "ZMapp": Die Schwachstellen des Ebolavirus

Ebola-Virus im 3D-Modell: "Den Feind auskundschaften" Zur Großansicht
Ward lab/ The Scripps Research Institute

Ebola-Virus im 3D-Modell: "Den Feind auskundschaften"

Wie kann man das Ebolavirus unschädlich machen? Forscher haben auf der Hülle des Virus drei wichtige Angriffspunkte für Medikamente ausgemacht. Das Wissen soll helfen, experimentelle Arzneien zu verbessern.

Forscher haben entdeckt, an welchen Stellen der gegen Ebola eingesetzte Wirkstoff "ZMapp" genau wirkt. Das zeige, wo die Ebolaviren verwundbar seien, und könne zu neuen Medikamenten führen, berichtet das Team um Andrew Ward und Erica Ollmann Saphire vom Scripps Research Institute (TSRI) in La Jolla im Fachmagazin "Proceedings of National Academy of Sciences".

"ZMapp" besteht aus drei sogenannten monoklonalen Antikörpern, die das Virus erkennen und unschädlich machen sollen, indem sie sich an Proteine auf dessen Oberfläche heften. Die Forscher haben unter anderem mithilfe eines Elektronenmikroskops dreidimensionale Bilder erstellt, auf denen zu sehen ist, wo und wie die Antikörper die Viren angreifen.

Den Feind auskundschaften

Demnach binden zwei der Antikörper an ein Protein am unteren Teil des Erregers. Sie scheinen damit das Eindringen der Viren in die Zellen zu verhindern. Der dritte Antikörper dockt am oberen Virenteil an und könnte als eine Art Signal fungieren, um das Immunsystem des Körpers auf die Infektion zu lenken.

Die Strukturen der Ebolaviren auf den Bildern zu analysieren sei, wie einen Feind auszukundschaften, sagt Saphire. "Sie zeigen uns genau, wo Antikörper oder Arzneimittel hinzielen sollten." Ward ergänzte, da nun bekannt sei, wo genau "ZMapp" auf die Viren wirke, lasse sich möglicherweise ein besserer Cocktail von Immunsubstanzen schaffen.

In einer im August im Fachjournal "Science" veröffentlichten Studie hatten andere Forscher beim aktuellen Ausbruch in Guinea, Sierra Leone und Liberia 300 Mutationen innerhalb von 99 untersuchten Ebolaviren entdeckt. Das macht die Suche nach Impfstoffen und Arzneien schwierig, da sich mögliche Andockstellen für Arzneien auf der Virusoberfläche immer wieder verändert. Die neue Strukturanalyse weist jedoch darauf hin, dass die Stellen, an denen die "ZMapp"-Antikörper binden, relativ beständig sind. Ein Hinweis, dass das Virus in absehbarer Zeit wahrscheinlich keine Resistenzen gegen "ZMapp" entwickeln wird.

Klinische Studie mit "ZMapp" Anfang 2015

"ZMapp" hat unter anderem bereits in Rhesusaffen gute Erfolge erzielt. Alle 18 infizierten Tiere einer im Fachmagazin "Nature" veröffentlichten Studie wurden geheilt, obwohl einige zu Behandlungsbeginn schon deutliche Symptome zeigten. Ob "ZMapp", das von Mapp Biopharmaceutical in San Diego hergestellt wird, beim Menschen wirkt, ist noch nicht sicher. Erst am vergangenen Freitag hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) die Hoffnungen auf eine baldige Heilung von Ebola gedämpft.

Bislang haben nach Angaben des Scripps-Instituts fünf der sieben damit behandelten Patienten überlebt. Es ist aber nicht klar, ob dabei auch die allgemein bessere Behandlung dieser Menschen eine Rolle spielte. Zudem wird "ZMapp" in genetisch veränderten Tabakpflanzen hergestellt und ist derzeit nicht in größeren Mengen verfügbar. Anfang 2015 soll nach Angaben des Scripps-Instituts eine klinische Studie mit "ZMapp" starten.

Kein zugelassenes Medikament verfügbar

Demnächst wollen die Forscher um Ward und Saphire mit ihrer Methode zudem Antikörper von Ebola-Patienten untersuchen, die den Erreger überlebt haben. Sie könnten Aufschluss darüber geben, an welchen Stellen das Immunsystem das Virus angreift - ein weiter Ansatzpunkt für die Verbesserung der Behandlung.

Derzeit gibt es keinen zugelassenen Impfstoff und kein Medikament gegen die Viren. Unabhängig von den "ZMapp"-Untersuchungen will die Hilfsorganisation Ärzte ohne Grenzen im Dezember 2014 an medizinischen Zentren in Liberia und Guinea verschiedene Therapien zur Heilung der Krankheit erproben, die vorher zur Bekämpfung anderer Virusinfektionen getestet wurden.

Das Ebola-Virus wurde 1976 entdeckt, Ausbrüche blieben bislang stets regional begrenzt. Den ersten Fall des derzeitigen Ebola-Ausbruchs gab es im Dezember in Guinea. Er ist der bislang größte sowohl in Bezug auf die Patientenzahl als auch auf die räumliche Verbreitung.

POTENZIELLE MITTEL GEGEN EBOLA
ZMapp
Bei dem Serum namens ZMapp handelt es sich um einen Cocktail aus drei verschiedenen sogenannten monoklonalen Antikörpern. ZMapp, in Studien auch MB-003 genannt, wird von der US-Firma Mapp Biopharmaceutical Inc. aus San Diego hergestellt. Dazu werden gentechnisch veränderte Tabakpflanzen genutzt, aus denen die Antikörper isoliert und aufgereinigt werden. Doch die Herstellung dauert Monate.

2012 erschien erstmals eine Studie in den "Proceedings of the National Academy of Sciences", die die Wirkung des Serums beschreibt. Spätere Versuche bei Affen zeigten, dass die Antikörper dem Immunsystem helfen, infizierte Zellen zu eliminieren - auch wenn man das Serum verabreicht, nachdem die ersten Anzeichen des Ebola-Fiebers ausgebrochen sind.

Bei dem Ebola-Ausbruch in Westafrika wurden bis Mitte August drei Menschen mit ZMapp behandelt: Eine Missionarin und ein Arzt aus den USA sowie ein Geistlicher aus Spanien, der inzwischen verstorben ist. Ob ZMapp den US-Amerikanern geholfen hat, ist völlig unklar. Ebenso welche Nebenwirkungen es im Menschen haben kann.
TKM-Ebola
TKM-Ebola ist ein gentechnisch hergestelltes Mittel, das von der kanadischen Firma Tekmira Pharmaceuticals in Burnaby produziert wird. Es handelt sich dabei um kleine Erbgut-Schnipsel, sogenannte siRNA-Moleküle, die die Vermehrung des Virus bremsen sollen.

Im Januar hatte die Tekmira mit ersten Versuchen an Menschen begonnen. Doch die US-Zulassungsbehörde FDA hatte die Versuche aus Mangel an Daten darüber wie die Therapie wirkt und aus Mangel an Daten zur Sicherheit des Medikaments, zunächst unterbrochen. Inzwischen hat die FDA die Studie wieder unter Auflagen freigegeben.

Auch TKM-Ebola hatte bei Versuchen an Primaten Wirkung gezeigt. Im Gegenteil zu ZMapp aber könnte es sein, dass sich TKM-Ebola nur für eine rasche Behandlung sofort nach der Ansteckung mit dem Virus eignet. Vorteil: Das Mittel lässt sich schneller produzieren als ZMapp.
VSV-Vakzine
Neben den Mitteln, die Erkrankten helfen sollen, das Ebola-Virus zu besiegen, gibt es auch Impfstoffe in der Entwicklung. Sie sollen vor einer Infektion mit Ebola schützen.

Einer der Impfstoffe stammt ursprünglich aus dem Labor von Geisberts Forscherteam. 2005 veröffentlichten die Wissenschaftler erstmals eine Studie über die sogenannte VSV-Vakzine. Diese besteht aus dem Vesicular stomatitis Virus, ein Virus, das eng mit dem Tollwutvirus verwandt ist und dessen Erbgut gentechnisch verändert ist, sodass es zwar keine Krankheit mehr im Menschen verursachen kann, aber dennoch die Immunabwehr dazu anregt, Antikörper dagegen zu produzieren.

Auch in Kanada forschen Wissenschaftler an einer solchen VSV-Vakzine namens VSV-EBOV, die bisher nur an Affen und nicht an Menschen getestet wurde. Am 13. August erklärte die kanadische Gesundheitsbehörde, dass man der WHO 800 bis 1000 Ampullen VSV-EBOV zur Verfügung stellen werde. Die Firma NewLink Genetics Corp hält die Lizenz für den Impfstoff. Sie kündigte an, die VSV-Vakzine in Zusammenarbeit mit US-Sondereinheit Defense Threat Reduction Agency (DTRA) bald in einer ersten humanen klinischen Studie zu testen. Dazu sollen in den nächsten Wochen weitere Dosen des Impfstoffs produziert werden.

Der Imfpstoff könnte nach Angaben des Virologen Stephan Becker von der Universität in Marburg ab Herbst auch vom Deutschen Zentrum für Infektionsforschung an Menschen getestet werden, falls genügend Impfdosen zur Verfügung stehen - und sich Geldgeber finden.

jme/dpa

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