Neuer Ansatz für Impfstoff gegen COVID-19

Am Institut für Synthetische Bioarchitekturen der Universität für Bodenkultur produzieren Wissenschaftler*innen einen „Nano-Trojaner“, der über den Nasen-Rachenraum eine Immunantwort auslösen soll. Dadurch soll das Immunsystem für die Abwehr gegen das COVID-19-Virus trainiert werden.

Am Department für Nanobiotechnologie der BOKU wurde ein „Nano-Trojaner“ entwickelt, der über die Nasenschleimhaut eine Immunisierung gegen das COVID-19-Virus hervorrufen soll. Die Wissenschafter*innen verfügen über die Bausteine, um ein funktionales Nano-Abbild von Viren herzustellen. Dieses Strukturabbild soll über den gleichen Weg wie das COVID-19 Virus in die Zellen eindringen und dort unser Immunsystem aktivieren.

Als Bausteine für eine virusähnliche Struktur dienen selbstorganisierende-Proteine (sogenannte S-Schichten) Sie bilden ein molekulares Baukastensystem, das wie molekulares LEGOTM funktioniert und nunmehr zur Herstellung von stabilen „Nano-Trojanern“ für eine neue Impfstoffstrategie eingesetzt wird. Identifiziert und charakterisiert wurden die S-Schichten, die aus dem Reich der Mikroorganismen stammen, im Vorfeld unter der Leitung des emeritierten Professors Uwe B. Sleytr.

Immunantwort, die auch Virus erkennen soll

Am Institut für Synthetische Bioarchitekturen der BOKU werden nun unter der Leitung von Eva-Kathrin Ehmoser und Uwe B. Sleytr im Rahmen einer Kooperation mit der US-amerikanischen Biotechnologiefirma Avalon Globocare S-Schicht-Viroidpartikel hergestellt, die an ihrer Oberfläche und in ihrer Funktion den COVID-19-Viruspartikeln entsprechen, aber natürlich nicht mehr die krankheitsbildende Information enthalten – also einem „trojanischen Pferd ohne Krieger“ gleichen. Die Forschungsvision besteht darin, dass dadurch im Menschen eine Immunantwort ausgelöst wird, die in Folge aber das eigentliche Virus erkennt. Wenn es gelingt, das menschliche Immunsystem durch virusähnliche Nanopartikel zu warnen, gibt es eine ganz neue Strategie, die Pandemie zu bekämpfen.

Nasen-Rachenraum als Eintrittspforte für Erreger

Der Nasen-Rachenraum als Ort molekularer Erkennung und bekanntes Eintrittsorgan von Krankheitserregern in den menschlichen Organismus, ist schon lange eines der Forschungsthemen von Ehmoser. In ihrem Institut werden Nanopartikel hergestellt und untersucht, die im Kontext von Sensorik und Umwelt eine wichtige Rolle spielen. Vor allem im Gebiet der Nanowissenschaften im Zusammenhang zellbiologischer Fragestellungen wird am Institut für Synthetische Bioarchitekturen gearbeitet.

Es lag also nahe, für die Entwicklung einer ganz neuen Strategie zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie, mehrere Forschungsrichtungen zu vereinen und von der Herstellung der S-Schicht-Trojaner bis zur zellulären Aufnahme und die immunologische Antwort ein gemeinsames Projekt zu initiieren. Solch eine radikal neue Idee zum Thema Immunisierung gegen COVID-19 ist nun an der BOKU in Kooperation mit dem US-amerikanischen Partner Avalon Globocare entstanden.

Forscherin Eva-Kathrin Ehmoser
© Privat

Über den/die Forscher*In

Eva-Kathrin Ehmoser leitet das Institut für Synthetische Bioarchitekturen und ist stellvertretende Leiterin des Departments für Nanobiotechnologie der BOKU Wien. Seit 2018 ist Ehmoser die Präsidentin der Erwin Schrödinger Gesellschaft für Nanowissenschaften. Ihre Forschungsschwerpunkte sind Zelloberflächen, e.g. Adhäsions- und Rezeptorinteraktionen, neuartige Biomaterialien und ihre molekularen Funktions-Strukturzusammenhänge sowie die Erforschung von Zellmembranproteinen.
Forschwer Uwe B. Sleytr
© Sperl

Über den/die Forscher*In

Uwe B. Sleytr ist emeritierter Univ.-Prof. für Mikrobiologie und ehemaliger Vorstand des Departments für Nanobiotechnologie der BOKU. Sleytr ist wirkliches Mitglied der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Er befasste sich seit 1985 mit der nanobiotechnologischen Nutzung von S-Schichten. Wesentliche Anwendungsgebiete leiten sich davon ab, dass es gelang S-Schicht-Proteine mit anderen funktionellen Proteinen zu fusionieren und diese auf festen Trägern und Lipidmembranen in Form regelmäßiger Gitter zu assemblieren.