Fraunhofer-Forschungskonsortium iCAIR® nutzt Synergien für die Entwicklung neuer Medikamente gegen SARS-CoV-2

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Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM

May 07, 2020, 06:22 ET

HANNOVER, Deutschland, 7. Mai 2020 /PRNewswire/ -- Das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 hat aufgrund seiner raschen weltweiten Ausbreitung einen globalen Gesundheitsnotstand geschaffen. Bislang gibt es weder einen Impfstoff noch Medikamente zur Behandlung der COVID-19-Erkrankung. Forschende des internationalen Konsortiums iCAIR® arbeiten an der Entwicklung neuer Antiinfektiva zur Behandlung oder Prävention klinisch bedeutsamer Infektionserkrankungen der Atemwege durch Bakterien, Pilze und Viren – jetzt haben sie ein Projekt zur Entwicklung von Medikamenten gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 gestartet.

To develop a drug against SARS-CoV-2, substance libraries are first screened for suitable compounds and potential drug candidates are subject to chemical modification as needed. The researchers then use a confocal laser scanning microscope (see photo) to observe in viable lung tissue slices - PCLS - whether a drug candidate stops the SARS-CoV-2 infection (©Fraunhofer ITEM, Ralf Mohr).

Im Forschungskonsortium iCAIR® (Fraunhofer International Consortium for Anti-Infective Research) entwickelt das Fraunhofer ITEM gemeinsam mit dem Institute for Glycomics (IfG) der Griffith University in Australien, der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) und dem TWINCORE, einer Kooperation von MHH und Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), neue, dringend benötigte Wirkstoffe gegen Atemwegsinfektionen. »Mit dem Ziel der Entwicklung eines Medikaments gegen COVID-19 kombinieren wir in der Forschungsallianz unsere komplementären Expertisen und bündeln ein breites Spektrum an Methoden – von der Identifizierung therapeutischer Zielstrukturen und Wirkstoffkandidaten über das Wirkstoffdesign und die Wirksamkeitstestung in präklinischen Modellen bis hin zu toxikologischen Studien«, sagt Professor Armin Braun, Leiter der Präklinischen Pharmakologie und Toxikologie am Fraunhofer ITEM und Koordinator des iCAIR®-Konsortiums.

Zuallererst durchsuchen die Forscher Substanzbibliotheken nach geeigneten Wirkstoffkandidaten, die virostatisch auf SARS-CoV-2 wirken. »Dabei haben wir auf Stoffsammlungen zurückgegriffen, die am IfG und HZI vorhanden sind. Zusätzlich ist das Fraunhofer IME in Hamburg mit dem Institutsteil ScreeningPort und seiner Expertise in der pharmazeutischen Wirkstoffsuche mit dem sogenannten High-Throughput-Screening beteiligt«, erläutert Braun. Die infrage kommenden Substanzkandidaten werden noch chemisch modifiziert, um ihre Effizienz und Sicherheit zu optimieren. Die Wirksamkeit und Verträglichkeit der Wirkstoffkandidaten wird mit anspruchsvollen zellbasierten Infektionsmodellen sowie an menschlichen Präzisionslungenschnitten (PCLS) getestet. Dieses lebensfähige, immunkompetente Lungengewebe ermöglicht eine detaillierte Analyse der biologischen und immunologischen Reaktionen auf das Virus, die in der tiefen Lunge ablaufen – dort, wo die SARS-CoV-2-Infektion den größten Schaden anrichtet. Damit steht ein einzigartiges humanes Modellsystem zur Testung der Sicherheit und Wirksamkeit neuer Wirkstoffe zur Verfügung.

»Die vielversprechendsten Wirkstoffkandidaten werden wir gezielt für die inhalative Verabreichung weiterentwickeln, denn das Coronavirus-2 infiziert vorwiegend Atemwege und Lunge«, erklärt Braun. »Werden Medikamente über die Atemwege aufgenommen, können hohe lokale Konzentrationen am Infektionsort erreicht werden, wodurch weniger Wirkstoff benötigt wird. Zudem werden systemische Nebenwirkungen minimiert.« Am Fraunhofer ITEM testen Experten die für die inhalative Verabreichung ausgewählten Wirkstoffe. Sie verwenden dafür ein eigens entwickeltes und patentiertes In-vitro-Expositionssystem, den P.R.I.T.® ExpoCube®. Mit diesem System kann die inhalative Verabreichung der Wirkstoffe in die Lunge anhand von menschlichen Atemwegsepithelzellen oder PCLS nachgestellt werden. Mögliche lokale zytotoxische Effekte können so ausgeschlossen und die besten Kandidaten für die weitere präklinische Entwicklung ermittelt werden.

»Unser Anspruch in iCAIR® ist hoch: Wir wollen gemeinsam neue Wirkstoffe schnellstmöglich vom Labor in die präklinische Phase überführen. Denn zwischen der Entdeckung neuer Substanzen und deren Weiterentwicklung zu anwendbaren Medikamenten klafft derzeit eine Lücke, die wir mit unserer geballten Synergie in der aktuellen Situation noch schneller schließen müssen, um die COVID-19-Pandemie einzudämmen«, sagt Professor Mark von Itzstein, Direktor des IfG und Projektleiter des australischen iCAIR®-Teams.

Photo - https://mma.prnewswire.com/media/1164898/iCAIR_Medical_Research.jpg
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Dr. Cathrin Nastevska, [email protected], +49 511 5350-225