Während sich der Ausbruch des Coronavirus in China weiter ausbreitet und bisher über 24.000 Menschen infiziert wurden, suchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt nach einer Behandlung. Die meisten Menschen, die mit dem neuen Coronavirus namens 2019-nCov infiziert sind, haben keine spezifische Behandlung für dieses Virus erhalten - weil es keine gibt.
Tatsächlich hat keine der wenigen Coronaviren, von denen bekannt ist, dass sie Menschen infizieren, eine zugelassene Behandlung, und Menschen, die infiziert sind, werden nach Angaben der US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) in der Regel hauptsächlich zur Linderung der Symptome behandelt. Eine Handvoll wiederverwendeter Medikamente, von Medikamenten gegen Ebola bis hin zu HIV, haben sich nach neuen Erkenntnissen bereits als vielversprechend erwiesen.
Antivirale Mittel wiederverwenden
Bis vor kurzem gab es nur sehr wenige wirksame Virostatika, sagte Stephen Morse, Professor an der Mailman School of Public Health der Columbia University. Dies gilt insbesondere für RNA-Viren - wie 2019-nCov und HIV -, die RNA anstelle von DNA als genetisches Material verwenden, sagte Morse.
Das ändert sich.
"In den letzten Jahren hat sich unser Rüstzeug, möglicherweise ermutigt durch die erfolgreiche Entwicklung von HIV-Antivirenmitteln, die bewiesen haben, dass es machbar ist, mehr zu tun, erheblich erweitert", sagte Morse. Trotzdem erfordert die Entwicklung brandneuer Medikamente einen enormen Zeit- und Ressourcenaufwand, fügte er hinzu. "Während Sie auf das neue Wundermittel warten, lohnt es sich, nach vorhandenen Medikamenten zu suchen, die für die Behandlung neuer Viren verwendet werden könnten", sagte Morse gegenüber Live Science.
Genau auf diesem Weg behandelten Ärzte einen 35-jährigen Mann im US-Bundesstaat Washington, den ersten US-amerikanischen Patienten, der mit dem neuen Coronavirus infiziert war. Als sich seine Symptome verschlechterten, erhielt der Mann ein nicht zugelassenes antivirales Medikament namens Remdesivir, das ursprünglich zur Behandlung von Ebola entwickelt wurde. Dies geht aus einem Fallbericht hervor, der am 31. Januar im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurde.
Ärzte gaben dem Patienten dieses Medikament, indem sie bei der Food and Drug Administration (FDA) einen Antrag auf "mitfühlenden Gebrauch" stellten, der es ermöglicht, experimentelle Medikamente an Personen außerhalb klinischer Studien zu verabreichen, normalerweise in Notsituationen. Der Patient, der kürzlich aus dem Krankenhaus entlassen wurde, schien keine Nebenwirkungen des Arzneimittels zu haben.
In Tiermodellen haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Remdesivir ähnliche Coronaviren abbauen kann, beispielsweise solche, die das respiratorische Syndrom im Nahen Osten (MERS) und das schwere akute respiratorische Syndrom (SARS) verursachen. Trotz seiner Verwendung in einer Notsituation wurde "nicht nachgewiesen, dass das Medikament für irgendeine Verwendung sicher oder wirksam ist", sagte Gilead Sciences, das biopharmazeutische Unternehmen, das das Medikament entwickelt, in einer Erklärung.
Virale Schlachten im Labor
Kürzlich hat eine Gruppe von Forschern im Labor eine Reihe von Virostatika auf ihre Wirksamkeit gegen das neue Coronavirus getestet. Sie fanden heraus, dass Remdesivir die Replikation des Virus in einer Laborschale verhinderte. In ähnlicher Weise stellte die Gruppe fest, dass Chloroquin - ein zugelassenes und weit verbreitetes Medikament gegen Malaria und Autoimmunerkrankungen - auch die Ausbreitung des Virus in menschlichen Zellen im Labor wirksam verhinderte, berichteten die Forscher in einem kurzen Brief, der am 4. Februar im Internet veröffentlicht wurde Zeitschrift Cell Research. Darüber hinaus waren beide Arzneimittel in geringen Konzentrationen wirksam, und keines der Arzneimittel war für menschliche Zellen hochtoxisch.
"Diese Ergebnisse waren ermutigend, aber nicht ganz überraschend", sagte Fanxiu Zhu, Professor am Department of Biological Science der Florida State University, der nicht an der Studie teilnahm, aufgrund der vorherigen Tests an Ebola-Patienten, Zellkulturen und Tiermodellen. Beide Medikamente "sind in dieser beispiellosen und verheerenden Situation vielleicht einer Prüfung wert", sagte Zhu gegenüber Live Science.
Obwohl die Forscher erwartet hatten, dass die Medikamente wirken, hat diese Gruppe zumindest im Labor in kurzer Zeit bewiesen, dass sie wirken, sagte Morse. Chloroquin "scheint eine höhere Konzentration als Remdesivir zu benötigen, liegt jedoch im realisierbaren Bereich, und wenn es wirklich so gut funktioniert wie die veröffentlichten In-vitro-Ergebnisse, wäre es vielversprechend", sagte er.
Trotz dieser Ergebnisse ist das Testen von Virostatika in Laborschalen "der Anfang und nicht das Ende des Prozesses", sagte Morse. Wenn es im Labor oder sogar in Tiermodellen funktioniert, "ist dies keine Garantie dafür, dass es bei einem menschlichen Patienten funktioniert." Gilead Sciences arbeitet derzeit mit Gesundheitsbehörden in China zusammen, um klinische Studien zu etablieren, in denen die Wirkung von Remdesivir auf Patienten getestet werden soll, die mit dem neuen Coronavirus infiziert sind.
"Ich denke, dass Remdesivir eine Menge Hoffnung hat, und ich denke, wir werden das nur aus klinischen Studien herausfinden", sagte Dr. Amesh Adalja, Spezialist für Infektionskrankheiten und leitender Wissenschaftler am Johns Hopkins Center für die Gesundheitssicherheit in Baltimore.
Der molekulare Abstand
Viren sind jedoch nicht so einfach zu behandeln wie Bakterien. Das liegt daran, dass Viren sehr unterschiedlich sind und einzigartige Eigenschaften aufweisen, die mit einem Breitbandmedikament wie einem allgemeinen Antibiotikum nicht bekämpft werden können, sagte Adalja. Außerdem verwenden Viren menschliche Zellmaschinerie, um Proteine zu erzeugen, die die Replikation unterstützen. Daher kann es eine Herausforderung sein, auf die Viren abzuzielen, ohne die menschlichen Zellen zu schädigen, fügte er hinzu.
Wenn ein Virus den Körper infiziert, findet es zuerst eine Zelle und bindet sich an ein Protein auf der Zelloberfläche, das als Rezeptor bezeichnet wird. Das Virus gelangt dann über ein Vesikel, das als "Endosom" bezeichnet wird, in die Zelle. Aus diesem Vesikel heraus setzt es seine RNA in das Zytoplasma der Zelle frei und zwei Dinge passieren: Das Virus entführt die Maschinerie der menschlichen Zelle, um die für die Replikation benötigten viralen Proteine zu produzieren, und es verwendet sein eigenes virales Enzym, um seine RNA zu kopieren. Schließlich bilden die viralen Proteine und die RNA eine Struktur, die es dem Virus ermöglicht, die Zelle zu verlassen und die nächste Zelle zu infizieren.
Antivirale Medikamente zielen auf verschiedene Punkte in diesem Prozess der Virusreplikation ab, sagte Carol Shoshkes Reiss, Professorin für Biologie und Neurowissenschaften an der New York University. Chloroquin blockiert die Fähigkeit des Virus, Endosomen anzusäuern und seine RNA in die Zelle freizusetzen. Dies ist ein entscheidender Schritt für die meisten Viren, um ihre Infektion zu beginnen. Im Gegensatz dazu wirkt Remdesivir wie ein Nukleotid - die Bausteine für RNA - und quetscht sich in die kopierte RNA-Sequenz, erzeugt einen "Tippfehler" und macht ihn unbrauchbar, sagte Reiss.
Als ein ähnliches Coronavirus 2003 einen SARS-Ausbruch verursachte, deuteten einige Hinweise darauf hin, dass eine andere Klasse von Arzneimitteln, die als „Proteaseinhibitoren“ bezeichnet werden und zur Behandlung von HIV zugelassen sind, auch gegen das SARS-Coronavirus wirksam sein könnte, sagte Adalja. Basierend auf früheren Studien, die einen möglichen Nutzen dieser Medikamente bei der Behandlung von SARS und MERS zeigten, werden derzeit zwei von ihnen in einer klinischen Studie in China auf ihre Fähigkeit zur Behandlung von 2019-nCov getestet. Dies geht aus einem Artikel hervor, der in der Zeitschrift JAMA veröffentlicht wurde. Dies sind Medikamente, die auf einen weiteren Punkt der Virusreplikation abzielen: Sie blockieren die Fähigkeit des Proteins "Protease", ein sehr langes nicht funktionierendes Protein in kleinere Proteine zu schneiden, die für die Replikation des Virus benötigt werden.
Die chinesische Regierung hatte zuvor vorgeschlagen, dass Personen, die mit dem Coronavirus infiziert sind, zwei Lopinavir / Ritonavir-Pillen (die Proteaseinhibitoren, die derzeit in der chinesischen klinischen Studie auf die Verwendung mit dem neuartigen Coronavirus getestet werden) einnehmen und ein Interferon (vernebeltes Alpha-Interferon) zweimal inhalieren sollten ein Tag. Interferon-Alphas sind bereits zur Behandlung von Krankheiten wie Multipler Sklerose und Hepatitis C zugelassen.
Diese Medikamente induzieren Interferone, Proteine, die menschliche Zellen auf natürliche Weise freisetzen, um andere Zellen zu alarmieren, dass eine Infektion im Körper vorliegt. Interferone sind sehr nützlich, da sie nicht spezifisch für ein einzelnes Virus sind, sondern auf alle Viren und alle Stadien der Virusreplikation reagieren, sagte Reiss.
Und sobald die Forscher das spezifische Protein außerhalb der menschlichen Zellen identifiziert haben, mit dem das neue Coronavirus Zugang erhält, "können sie kleine Moleküle finden, die die Bindung des Virus an Zellen blockieren können", sagte Reiss. Mit anderen Worten, sie könnten völlig neue Arten von Medikamenten entwickeln, anstatt ältere wiederzuverwenden. "Aber es wird einige Zeit dauern, bis diese gefunden sind", sagte Reiss.
Aktuelle Forschungen in Labors sind im Gange, um genau das zu tun. In einer Zusammenarbeit zwischen dem US-Gesundheitsministerium und Regeneron Pharmaceuticals arbeiten Wissenschaftler beispielsweise daran, Antikörper zu identifizieren, die laut einer Aussage verhindern, dass das Coronavirus in Zellen eindringt. Wieder andere versuchen, einen Impfstoff zu entwickeln: Forscher der US-amerikanischen National Institutes of Health befinden sich in einem frühen Stadium der Entwicklung eines Impfstoffs und planen laut einer Erklärung, innerhalb der nächsten drei Monate eine klinische Studie zu starten.
Cocktail aus Drogen
Anstatt ein einziges Medikament zur Behandlung des Coronavirus zu finden, "würde ich einen Cocktail von Medikamenten vorschlagen, die auf verschiedene Replikationsstadien abzielen", sagte Reiss. "Dieses Virus wird wahrscheinlich wie eine Reihe anderer Viren sein und eine Mutation und Selektion erfahren. Wenn Sie also nur ein antivirales Medikament verwenden, werden Sie letztendlich nach Resistenzen suchen."
Darüber hinaus wird die Behandlung am effektivsten sein, wenn sie einem Patienten frühzeitig verabreicht wird, vielleicht sogar bevor sich Symptome entwickeln, sagte sie. "Sehr früh im Verlauf der Exposition eingenommen, könnten die antiviralen Medikamente einen echten Einfluss haben", sagte sie. Nachdem jemand bereits in Atemnot und hohem Fieber im Krankenhaus ist, "ist es viel schwieriger, die Infektion zu behandeln, es ist wahrscheinlicher, dass Menschen die Krankheit behandeln."
Die Behandlung der Krankheit bedeutet, die Symptome zu lindern, indem unter anderem die Atemwege unterstützt, das Fieber gesenkt und sichergestellt wird, dass die Menschen hydratisiert sind. Die überwiegende Mehrheit der Coronavirus-Patienten erhält heute diese Art der Behandlung.
Obwohl eines Tages möglicherweise mehrere potenzielle Virostatika zur Behandlung des neuen Coronavirus eingesetzt werden, wird es wahrscheinlich einige Jahre dauern, bis solche Medikamente getestet und zugelassen sind. Sobald sie zugelassen sind, wird es wahrscheinlich Diskussionen darüber geben, ob diese Virostatika Patienten zur Vorbeugung von Krankheiten oder Patienten mit relativ unkomplizierten Fällen verabreicht werden sollten, ähnlich wie in der Debatte um die beste Anwendung von Tamiflu, sagte Morse.
"Ein gutes Antivirusmittel, das früh genug verabreicht wird, könnte bei schweren Infektionen mit diesem Coronavirus lebensrettend sein", sagte er. "Es ist wahrscheinlich in schweren Fällen am wertvollsten, und wir möchten es vielleicht für diese speichern."
