Während unser Immunsystem oft eine Mischung verschiedener Antikörper gegen einen Erreger produziert, will man für ein optimales Antikörper-Heilmittel meist nur den effektivsten und spezifischsten dieser Immunglobuline einsetzen. Dank biotechnologischer Fortschritte lassen sich solche maßgeschneiderten Antikörper heute im Labor herstellen. Auch gegen SARS-CoV-2 sind schon mehrere solcher sogenannten monoklonalen Antikörper in Arbeit.
Wie produziert man monoklonale Antikörper?
Das klassische Verfahren zur Herstellung von monoklonalen Antikörpern ist die sogenannte Hybridom-Technik. Dabei wird zunächst ein Versuchstier, beispielsweise eine Maus, mit geringen Dosen des Zielvirus infiziert. Darauf bildet sie antikörperproduzierende B-Zellen, die die Forscher nun entnehmen. Um nun diese B-Zellen in Kultur halten und vermehren zu können, werden sie mit einer Tumorzelllinie verschmolzen – entarteten Zellen, die sich nahezu unbegrenzt teilen können. Als Folge entstehen Hybridzellen, die Hybridome, die sich genauso gut vermehren wie die Tumorzellen aber weiterhin die Antikörper produzieren.
Jetzt folgt die Selektion: Um herauszufinden, welche der oft hundert oder tausend verschiedenen B-Zelllinien die optimalen Antikörper produzieren, unterziehen Forscher sie einem Bindungstest. Dafür haben sie genau das Stück des Virusproteins isoliert, an das der Antikörper später andocken soll. Findet diese Anlagerung statt, signalisiert dies ein Farbumschlag.
Damit ist der Antikörper gefunden, der wie ein Schlüssel zum Schloss auf das virale Protein passt und der im Idealfall das Virus neutralisieren kann. Diese maßgeschneiderten Antikörper können nun entweder biochemisch nachgebaut und in Massen hergestellt werden. Oder man vermehrt die B-Zelllinie, die diese Antikörper erzeugt und nutzt sie zur Massenproduktion. Weil diese Antikörper alle aus derselben B-Zelllinie kommen, werden sie als monoklonale Antikörper bezeichnet.
SARS-Antikörper wirkt gegen SARS-CoV-2
An monoklonalen Antikörpern gegen SARS-CoV-2 arbeiten zurzeit schon mehrere Arbeitsgruppen weltweit. Einen Kandidaten haben Forscher um Berend-Jan Bosch von der Universität Utrecht Anfang Mai vorgestellt. Als Ausgangspunkt für ihre Fahndung nach einem geeigneten Immunglobulin nutzten sie Antikörper gegen eines mit SARS-CoV-2 eng verwandten Virus SARS-CoV, das im Jahr 2002/2003 die erste Pandemie eines Coronavirus verursacht hatte.
„In dieser Sammlung von SARS-Antikörpern haben wir einen identifiziert, der in Zellkulturen auch eine Infektion mit SARS-CoV-2 neutralisieren konnte“, berichtet Bosch. Weil dieser Antikörper an einem Kernbestandteil des Spike-Proteins andockt, der bei beiden Viren vorhanden ist, kann er diese neutralisierende Wirkung entfalten. Wie genau der 47D11 getaufte Antikörper dies macht, ist allerdings unklar. Denn wie die Forscher berichten, scheint er das Andocken des Virus an die Zellen nicht zu blockieren. „Unsere Daten zeigen, dass 47D11 SARS-CoV-2 durch einen bisher unbekannten Mechanismus neutralisiert.“
Allerdings: Gerade bei solchen Kreuzreaktionen muss besonders gründlich untersucht werden, ob nicht doch die gefürchtete antikörperabhängige Verschlimmerung auftritt. Tierversuche werden dies nun zeigen müssen.
Antikörper-Fahndung auch in deutschen Instituten
Weitere Kandidaten für monoklonale Antikörper haben auch deutsche Forscherteams im Visier. An der TU Braunschweig hat das Corona Antibody Team (CORAT) bei der Durchmusterung von rund 6.000 Antikörper-Kandidaten ein Immunglobulin identifiziert, dass an das Spike-Protein von SARS-CoV-2 bindet. Sie haben zudem ein Verfahren entwickelt, mit dem schnell große Mengen monoklonaler Antikörper ohne Zellkulturen hergestellt werden können.
An der Universität Erlangen-Nürnberg haben Wissenschaftler bisher rund 20 Antikörper gefunden, die gegen das Coronavirus wirken. Noch müssen sie aber herausfinden, welche davon am passgenauesten am Spike-Protein des Virus ansetzen. Die Forscher um Thomas Winkler hoffen, auf diese Weise ein Mittel zu finden, mit dem beispielsweise Mediziner und Pflegekräfte oder besonders gefährdete Risikopatienten gegen Covid-19 geschützt werden können. „Natürlich ist ein aktiver Impfstoff die bessere Alternative“, sagt Winkler. „Doch bis dieser zur Verfügung steht, ist ein passiver Schutz eine sehr gute Option für bestimmte Risikogruppen.“
Doppelte Hoffnung gegen die Corona-Pandemie
Sollte eine der weltweit an monoklonalen Antikörpern arbeitenden Forschergruppen ihr Ziel bald erreichen, könnte ein solches Antikörper-Mittel doppelt gegen die Corona-Pandemie helfen: Man könnte diese Antikörper als kurzfristig wirkende passive Immunisierung einsetzen – ähnlich wie die Spritze gegen Tetanus nach einem Hundebiss.
Gleichzeitig aber könnte ein Antikörper-Mittel auch bereits infizierte Menschen vor schweren Krankheitsverläufen bewahren und so Covid-19 heilen. Ob und wann die ersten solcher Antikörper gegen SARS-CoV-2 eingesetzt werden können, wird aber davon abhängen, wie die zunächst nötigen Tierversuche und klinischen Studien verlaufen.
