Neuer Forschungsschwerpunkt in der Biomedizin: Auswirkungen verschiedener SARS-CoV-2-Varianten auf COVID-19-Tests und Impfstoffe

Impfen und Testen, letzteres insbesondere in Form sogenannter Selbst- oder Schnelltests (genauer: Antigentests), sind die beiden Strategien der Wahl zur Bekämpfung der weltweit grassierenden COVID-19 Pandemie. Von beiden Strategien wird erwartet, dass sie in naher Zukunft allgemein und weitreichend verfügbar sein sollen. Beide Strategien sind jedoch darauf angewiesen, dass die richtigen Antikörper zum Tragen kommen. Mutationen des SARS-CoV-2-Virus, die zu dauerhaften Veränderungen seiner Haupteigenschaften führen, können die Wirksamkeit der Antikörper in Bezug auf das Virus und damit der Impfstoffe und der Antigentests fraglich werden lassen.

Während die Öffentlichkeit vor allem an den mutationsbedingten Veränderungen der Infektionsraten oder des Krankheitsverlaufs interessiert ist, befassen sich die biomedizinischen Wissenschaftler mit den Detailfragen, z. B. mit den für Antigentests und SARS-CoV-2-Impfstoffe relevanten Bindestellen der Antikörper. Variationen dieser Bindestellen finden sich vor allem im sogenannten Spike- oder S-Protein und dem Nukleokapsid oder N-Protein. Die Bindung von Antikörpern an die hier relevanten Proteine (d. h., im wissenschaftlichen Sprachgebrauch das „Antigen“) ist von Natur aus sehr spezifisch und als solche empfindlich gegenüber Mutationen. Eine scheinbar subtile Veränderung innerhalb einer Bindestelle im S- oder N-Protein kann dazu führen, dass Antikörper, die z.B. für die aktuelle Produktionscharge von Schnelltests verwendet werden, nicht mehr zuverlässig alle COVID-19 Varianten erkennen können.

Zusätzliche Mittel für die Mutationsforschung

Deshalb hat die EU jüngst öffentlich bekannt gegeben, dass sie zusätzliche 150 Millionen Euro für die biomedizinische Forschung zur Verfügung stellt, die sich speziell auf SARS-CoV-2-Varianten konzentriert. Zeitgleich verlagert sich der Fokus der US-Behörden auf lokal auftretende Mutationspopulationen, die auf ihrem Radar aufgetaucht sind. Wissenschaftler auf der ganzen Welt sind aufgefordert, sich für den Kampf gegen eine sich ständig weiterentwickelnde SARS-CoV-2-Viruspopulation zu rüsten.

„Im Moment konzentrieren sich die biomedizinischen Labore auf Mutationen im S-Protein, aber wir sehen auch ein zunehmendes Interesse an den Mutationen im N-Protein und erwarten, dass wir mehr davon sehen werden“, so Dr. Tim Hiddemann, Mitbegründer und Geschäftsführer des im deutschsprachigen Raum als antikörper-online.de bekannten Anbieters von Forschungsreagenzien. „Um die Wirksamkeit von Impfstoffen und Tests nachvollziehen zu können, insbesondere im Zusammenhang mit neuen Mutationen, ist die Existenz eines ausreichend leistungsfähigen Arsenals an Forschungswerkzeugen unerlässlich.“

Denn wenn Geschwindigkeit auf Kosten der Qualitätskontrolle geht, kann eine breite Einführung eines Impfstoffs oder Tests den gegenteiligen Effekt haben. Jede Impfung und jeder Test kann zu einem Selektionsdruck auf der Ebene der viralen Population führen, der sogenannte Escape-Mutanten des Coronavirus begünstigt, die in der Lage sind, sich unseren Werkzeugen zur Bekämpfung der Pandemie zu entziehen. Dieser Effekt wäre sehr ähnlich zu dem bekannten Effekt von Antibiotika auf die Zunahme von antibiotikaresistenten Bakterien­stämmen. Zur Absicherung der gängigen Impfstoffe und Antigentests gegen relevante Mutationen des Coronavirus braucht die biomedizinische Forschung mutations-spezifische, rekombinante Proteine mit nativer Faltung und Antikörper, die zuverlässig S- und N-Proteine in relevanten Virusmutationen nachweisen können. Solche mutations-spezifischen Proteine und Antikörper zusammen sind wiederum wichtige Komponenten für ELISA-Kits, mit denen schnell quantitative Ergebnisse für Projekte in der Wirkstoffforschung und Impfstoffentwicklung in Bezug auf relevante Virusstämme generiert werden können.

Schnell wachsende Ressource für die Coronavirus-Forschung

Zukünftige Mutationen der SARS-CoV-2-Proteine sind nach wie vor schwer vorhersehbar, aber angesichts der Mutationshäufigkeit des Genoms werden immer wieder neue relevante Varianten erscheinen. „Da sich das Coronavirus weiterentwickeln wird, bauen wir eine schnell wachsende Ressource von mutationsspezifischen Proteinen und Antikörpern auf, damit die Wissenschaft schnell und effizient reagieren kann“, sagt Dr. Andreas Kessell, zweiter Mitbegründer und Geschäftsführer des in den USA und Europa ansässigen Reagenzienanbieters. 

Seit dem ersten Ausbruch der COVID-19-Pandemie und der anfänglichen Forschung im Jahr 2020 bis heute ist antikoerper-online.de eine vertraute Anlaufstelle für mehr als 400 Forschungslabore weltweit, die an der ersten Reihe von Diagnosetools und Impfstoffen gegen das kanonische SARS-CoV-2 arbeiten. Als wichtiger Bestandteil der Spitzenforschung auf dem Gebiet der COVID-19-Mutation konzentriert sich die antibodies-online GmbH jetzt auf ihre schnell wachsende Liste neu verfügbarer COVID-19-Mutationsprodukte, die in mehr als 65 Länder der Welt versandt werden können.