Viren im Dienst der Gesundheit

Die acib-Forschung hat seine Geheimnisse gelüftet und eröffnet damit nicht nur neue Möglichkeiten zum Bekämpfen des Virus, sondern auch für das Herstellen von Protein-Medikamenten – in Form eines „LKW im Mikrobereich“.

Die von Viren übertragene Schweinepest gehört zu den gefährlichsten Tierseuchen weltweit und war bisher schwer kontrollierbar. Wie man aus harmlosen Teilen des gefährlichen Virus etwas sehr Nützliches machen kann, zeigt die Forschung der mikrobiellen GenetikerInnen an der Universität Innsbruck.

Sie haben zusammen mit StrukturbiologInnen der Universität Salzburg und den Firmenpartnern Sandoz und Boehringer Ingelheim Austria im acib-Verbund (Austrian Centre of Industrial Biotechnology) nach achtjähriger Forschungsarbeit die Rätsel des Enzyms „Npro“ gelüftet. Diese „Autoprotease“ spielt eine Hauptrolle bei der Infektion durch das Schweinepestvirus.

Den Forschenden um acib-Projektleiter Prof. Bernhard Auer gelang es, die Struktur des Enzyms zu entschlüsseln. Über das räumliche Bild des Enzyms lässt sich die Wirkungsweise beim Befall durch den Virus verstehen. Das ist die Basis für neue Methoden, um die Infektion einzudämmen und die Viruskrankheit zu bekämpfen.

Der „Nebeneffekt“ der Forschung liegt im praktischen Aspekt, denn das Enzym hat nicht nur für das Virus einen Nutzen. Die außergewöhnliche Fähigkeit von Npro, sich selbst vom Virusprotein abzuspalten, macht es zum idealen Vehikel für das biotechnologische Herstellen von therapeutischen Proteinen bzw. Protein-Medikamenten. Die Funktion des Systems kann man sich ähnlich einer Fabrik vorstellen, aus der per LKW Produkte transportiert werden.

Die biotechnologische Fabrik ist die Bakterienart Escherichia coli. Als LKW für den Transport kommt Npro zum Einsatz, das sich letztendlich vom Produkt selbst abspalten kann.

„Durch das neue Wissen lässt sich das Enzymsystem verbessern und an neue pharmazeutische Anforderungen anpassen“, erklärt Prof. Auer. Das führt zu hochwertigeren Medikamenten, die sich sogar günstiger herstellen lassen. „Dieses Projekt ist einmal mehr ein Beleg dafür, wie unsere Forschungsprojekte mit neuen Technologien Wettbewerbsvorteile für unsere Firmenpartner schaffen“, so Prof. Anton Glieder, wissenschaftlicher Leiter des acib.

So funktioniert die Npro
Das Enzym Npro hat die außergewöhnliche Fähigkeit, sich selbst vom Virusprotein abzuspalten. In der biotechnologischen Produktion mit den Bakterien Escherichia coli als Zellfabrik ist das ungemein praktisch. Denn diese Bakterien produzieren nicht nur das Wunscheiweiß, sondern noch hunderte andere Proteine, von denen das gewünschte abgetrennt werden muss; und zwar 100 Prozent rückstandsfrei.

Veranlasst man E. coli, das Wunschprotein an Npro angekoppelt herzustellen, wird alles einfacher. Ähnlich einem LKW in einer Fabrik transportiert Npro als „Zugmaschine“ das Wunschprotein aus der Zelle. Weil man Npro dazu bringen kann sich in weiterer Folge selbstständig abzuspalten – beim LKW-Vergleich würde das bedeuten, man hängt die Zugmaschine am Ziel von der kostbaren Fracht ab –, ersparen sich die Biotechnologen viel Aufwand beim Reinigen des Wunschproteins. Das Pharmaunternehmen Sandoz setzt den neuen Prozess bereits ein.