Ein neuartiges EU-Projekt mit dem Titel „Molecular Strategies against Viral Entry and Glycan Shielding” (SHIELD) hat sich zum Ziel gesetzt, innovative Methoden zur Bekämpfung gefährlicher viraler Erreger wie Flaviviren, Mammarenaviren und Henipaviren zu entwickeln. Unter der Leitung von Prof. Klein, tätig in der Abteilung für Pharmazeutische und Medizinische Chemie am Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg, wird diese Forschungsinitiative mit einer Gesamtfördersumme von 1,45 Millionen Euro für die Universität und 660.000 Euro für das Universitätsklinikum Heidelberg unterstützt.
Das primäre Ziel des Projekts besteht darin, den viralen Zelleintritt sowie die anschließende Virusvermehrung durch den Einsatz von spezifischen Eintrittshemmern zu verhindern. Die wichtigsten Forschungsmethoden umfassen die Analyse der Glykane, die sich an Zelloberflächen befinden und eine wesentliche Rolle in der Immunantwort spielen. Die Forschungsteams zielen darauf ab, molekulare Mechanismen zu unterbrechen, die es den Viren ermöglichen, in die Wirtszellen einzudringen.
Forschung und Entwicklung
Die Entwicklung von molekularen Wirkstoffen erfolgt durch computergestützte Verfahren, gefolgt von Tests in biologischen Systemen wie In-vitro-Analysen, Zellkulturen und Mausmodellen. Langfristig strebt das Team an, Referenzsubstanzen und potenzielle Kandidaten für klinische Studien zu identifizieren.
Experten aus verschiedenen Disziplinen – darunter Bioinformatik, Wirkstoffdesign, Chemie, Immunologie, Strukturbiologie und Virologie – werden in das Projekt eingebunden, das auch eine internationale Zusammenarbeit mit acht weiteren Universitäten und Forschungseinrichtungen aus Dänemark, Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Polen, Portugal, Schweden und der Schweiz fördert. Das Kickoff-Meeting fand Mitte Februar 2025 an der Universität Heidelberg statt.
Die Rolle der Glykane im Immunsystem
Die Bedeutung von Glykosylierung, einer häufigen posttranslationalen Modifikation von Proteinen, wird immer deutlicher. Glykane sind auf der Oberfläche von Viren sowie im menschlichen Gewebe präsent und beeinflussen die Wechselwirkungen zwischen Pathogenen und dem Wirt. Verschiedene glykanbindende Proteine (GBPs) entschlüsseln die biologischen Informationen, die in der Vielfalt der Glycanstrukturen gespeichert sind. Diese Strukturen helfen dabei, zwischen „Selbst” und „Nicht-Selbst” zu unterscheiden, was für das Funktionieren des Immunsystems entscheidend ist.
Wie Nature berichtet, können Veränderungen im zellulären Glycome, die durch genetische und umweltbedingte Faktoren bedingt sind, mit pathologischen Phänotypen verknüpft werden. In entzündlichen und autoimmunen Erkrankungen kommt es oft zu signifikanten Veränderungen in der Glykosylierung unter dem Einfluss proinflammatorischer Zytokine.
Die Forschung beweist, dass Glykane auch an der Erkennung und Reaktion auf bakterielle, virale und pilzliche Infektionen beteiligt sind und die Fähigkeit von Mikroben zur Umgehung von Immunreaktionen unterstützen können. Besonders bemerkenswert sind die topologischen Glycoepitopes, die spezifische Gruppen von Glykane repräsentieren, die von Antikörpern erkannt werden. Diese Erkenntnisse könnten potenzielle therapeutische und diagnostische Werkzeuge zur Bekämpfung von Infektionen im Kontext von Impfstoffen und neuen Therapien bieten.
Das Projekt SHIELD hat das Potenzial, die Entwicklung besserer Impfstoffe voranzutreiben und die Immunabwehr gegen Virusinfektionen zu stärken. Die Erkenntnisse aus der Forschung zur Rolle der Glykane im Immunsystem werden als Schlüssel zur Bekämpfung von Infektionen und der Eindämmung viraler Ausbrüche gesehen, während gleichzeitig neue cutting-edge Forschungsansätze im Bereich der Glykan-basierten Therapie verfolgt werden.
Zusammenfassend zeigt sich, dass die neuen molekularen Interventionen, die im Rahmen des EU-Projekts entwickelt werden, nicht nur das Potenzial zur Verbesserung der Immuntherapie bieten, sondern auch einen bedeutsamen Schritt in der globalen Gesundheitsforschung darstellen.
