Costa Rica Bereitet Pferdeantikörper Als Kostengünstige COVID-19-Therapie Für Versuche Vor

Nach der Neutralisierung von SARS-CoV-2 in der Zellkultur führen Wissenschaftler der Universität von Costa Rica Tests am Menschen durch.

Anmerkung des Herausgebers (04.09.20): Arzneimittelhersteller weltweit machen Überstunden, um Impfstoffe für COVID-19 herzustellen. Wenn Verzögerungen auftreten, müssen sie möglicherweise auf kostspielige Biotechnologie wie monoklonale Antikörper zurückgreifen. In diesem Artikel beschreibt Scientific American einen weiteren Ansatz, der in Costa Rica Fortschritte macht, wo kostengünstige Pferdeantikörper gegen das neuartige Coronavirus entwickelt werden.

Die Entwicklung von Hunderten von Impfstoffen und Therapien für COVID-19 ist keineswegs auf U-Bahn-Gebiete in der Umgebung von San Francisco, Boston oder Washington, DC beschränkt. Sie basiert auf jahrzehntelanger Erfahrung in der Herstellung von Gegengiften gegen Schlangen, Wissenschaftlern, Tierärzten und Technikern an einem wissenschaftlichen und technischen Institut in Costa Rica haben in den letzten Monaten ununterbrochen daran gearbeitet, eine therapeutische Formulierung von Pferde-Antikörpern gegen SARS-CoV-2, das Coronavirus, das COVID-19 verursacht, herzustellen. Ähnliche Anstrengungen werden in Brasilien und Argentinien unternommen, um diese Länder bis zur Einführung eines wirksamen Impfstoffs zu verbessern.

Ende März, nachdem in Costa Rica der erste Fall von COVID-19 diagnostiziert worden war, rief Román Macaya, ein Biochemiker und Experte für öffentliche Gesundheit, der den costaricanischen Sozialversicherungsfonds leitet, der die öffentlichen Kliniken und Krankenhäuser des Landes betreibt, auf Forschungsgemeinschaft, um sich dem Kampf gegen die damals entstehende Pandemie anzuschließen. "Unsere Antwort auf COVID-19 könnte nicht nur eine Antwort auf die Gesundheitsfürsorge sein", sagt Macaya. "Es musste auch eine wissenschaftliche Antwort sein."

Mit seiner Bitte um Hilfe wählte er die Gegengiftspezialisten des Clodomiro Picado-Instituts der Universität von Costa Rica aus, das nach einem renommierten costaricanischen Wissenschaftler benannt ist. "Gleich am nächsten Tag erhielten wir einen Brief von Henning Jensen, dem damaligen Rektor der Universität von Costa Rica, in dem er sagte:" Wir sind dabei. Lassen Sie uns zusammenkommen und daran arbeiten ", erinnert sich Macaya.

Ziel der Bemühungen war es, die Technologie und Erfahrung zu nutzen, die das Clodomiro Picado-Institut in seiner Arbeit mit Pferdeantikörpern zur Herstellung von Gegengiften gegen Schlangenbisse in den letzten fünf Jahrzehnten erworben hat. Jedes Jahr retten die am Institut hergestellten Gegengifte mit gereinigten Antikörpern für Pferde mehr als 500 Menschen in Costa Rica und Tausende in anderen Ländern der Welt.

Das Clodomiro Picado Institute verfügt über mehr als 100 Pferde, die eine starke Immunität gegen Schlangengifte entwickelt haben, nachdem sie über einen Zeitraum von Wochen bis Monaten mit geringen Mengen an Toxinen geimpft wurden. Neben ihrer Verwendung in Gegengiften gegen Schlangen, Skorpione und Spinnen werden seit Jahrzehnten weltweit pharmazeutische Präparate von Pferde-Antikörpern zur Behandlung von Tollwut, Botulismus und Diphtherie eingesetzt. Klinische Studien zu den Gegengiften des Instituts in Kolumbien, Nigeria und Papua-Neuguinea haben gezeigt, dass diese Antikörper beim Menschen sicher sind und selten schwere Nebenwirkungen hervorrufen.

In jüngerer Zeit hat sich die Immunglobulintherapie bei Pferden als potenzielle Behandlung für eine Reihe von Viren herausgestellt, die nur begrenzte therapeutische Möglichkeiten haben. Darunter befinden sich die hoch pathogenen Aviären Influenzaviren H5N1 und H7N9 sowie das Coronavirus, das das Middle East Respiratory Syndrome (MERS) verursacht. „All dies hat mehrere Forschungsgruppen dazu inspiriert, Wege zur Herstellung sicherer und wirksamer COVID-19-Immunglobuline für Pferde zu finden“, erklärt Fan Hui Wen, Forscher und Projektmanager am Butantan-Institut in Brasilien, der auch über langjährige Erfahrung in der Herstellung solcher Antikörper verfügt. Sie war nicht an der Forschung am Clodomiro Picado Institut beteiligt.

Das costaricanische Projekt wirkt vertraut. „Die Idee hinter der Antikörpertherapie für Patienten mit COVID-19 ähnelt der Behandlung von Patienten mit Schlangenbissvergiftung“, sagt Alberto Alape Girón, Mikrobiologe und leitender Forscher des COVID-19-Projekts am Clodomiro Picado-Institut. "Wir wollen spezifische Antikörper gegen virale Strukturen bei Pferden erzeugen, die Antikörper reinigen und sie Patienten geben, die anfangen, die Infektion zu bekämpfen, deren Immunsystem jedoch immer noch nicht genügend Antikörper produziert, um die viralen Partikel zu entfernen", fügt er hinzu.

Privatpersonen, die bei der Forschung helfen wollten, spendeten dem Institut sechs Pferde. Die Tiere wurden mit manipulierten Proteinen des SARS-CoV-2-Virus geimpft. Drei der Pferde erhielten nur S1, einen Teil des Proteins, aus dem die hervorstehenden Stacheln bestehen, die aus der Oberfläche des Erregers herausragen. Die anderen drei Tiere erhielten eine Kombination von vier Proteinen aus dem Coronavirus, einschließlich S1.

Nach vier Runden Impfungen, die alle zwei Wochen verabreicht wurden, produzierten die Pferde die gewünschte Menge an Antikörpern. Zu diesem Zeitpunkt wurde ihr Blut extrahiert und die roten Blutkörperchen vom Plasma getrennt und zu den Pferden zurückgebracht. "Plasma ist eine sehr komplexe Mischung mit Hunderten von Proteinen", sagt Alape-Girón. "Antikörper sind eines der am häufigsten vorkommenden Proteine, aber es gibt noch andere." In der pharmazeutischen Anlage verwendeten die Forscher eine vom Clodomiro Picado Institute entwickelte Technologie, um die Antikörper von anderen Proteinen im Plasma zu trennen und sie dann zu reinigen, um die therapeutische Formulierung für Tests am Menschen zu erhalten.

Insgesamt produzierte die Pflanze 1000 10-Milliliter-Fläschchen mit gereinigten Pferden-Antikörpern. Die Hälfte von ihnen hatte Antikörper gegen das S1-Protein und die andere Hälfte enthielt die vier im Coronavirus vorhandenen Proteine. „Nur eine 10-ml-Durchstechflasche enthält etwa die 80-fache Menge an Antikörpern, die in 800 ml Rekonvaleszenzplasma enthalten sind. Dies ist das Plasma, das von jemandem gespendet wurde, der eine Infektion mit SARS-CoV-2 überwunden hat“, sagt Alape-Girón.

Um die Wirksamkeit der Pferde-Antikörper zu testen, wurden einige Fläschchen an das National Center for Biodefense and Infectious Diseases (NCBID) der George Mason University geliefert. "Wir wollten herausfinden, ob das SARS-CoV-2-Virus durch die von Pferden produzierten Antikörper neutralisiert werden kann", sagt Charles Bailey, Professor für Biologie und Exekutivdirektor des NCBID. „Der Test, den wir an den Proben durchgeführt haben, wird als PRNTest (Plaque Reduction Neutralization Test) bezeichnet. Wir haben die in Pferden produzierten Antikörper in verschiedenen Verdünnungen dem auf Zellkultur wachsenden SARS-CoV-2-Virus ausgesetzt. Das Virus wurde neutralisiert. “Die Ergebnisse der Forschung werden voraussichtlich in naher Zukunft veröffentlicht.

Der nächste Schritt, bei dem die Antikörper von Pferden bei COVID-19-Patienten getestet werden, beginnt diesen Monat mit einer beschleunigten klinischen Studie. Die Sicherheit und Wirksamkeit der Antikörper wird an einer Gruppe von 26 Patienten mit COVID-19 untersucht, die ins Krankenhaus eingeliefert, aber nicht auf eine Intensivstation gebracht wurden. Die Ergebnisse werden bis Ende September erwartet. Wenn sie positiv sind, wird die Forschung zu einer groß angelegten Studie mit Hunderten von Patienten übergehen. Und wenn sich herausstellt, dass die Pferde-Antikörper wirksam sind, könnte das Clodomiro Picado-Institut mehr Pferde immunisieren, um sie zu vergrößern und genug davon zu produzieren, um den Bedarf Costa Ricas - und wahrscheinlich den seiner Nachbarn - zu decken. Es erhielt den Reinigungsteil, bei dem es sich um einen industriellen Prozess handelt, aber das Clodomiro Picado-Institut verfügt bereits über diese Infrastruktur. “

Fan sagt, diese Beschreibung spiegele ihre Erfahrung am Butantan Institute in Brasilien wider. „Polyklonale Antikörperprodukte können in großen Mengen und kostengünstig hergestellt werden, um auf Pandemiesituationen im großen Maßstab wie die Infektion mit SARS-CoV-2 zu reagieren“, sagt sie.

Derzeit bereitet das Butantan-Institut die Immunisierung von Pferden mit Teilen des inaktivierten SARS-COV-2-Virus vor, die isoliert, kultiviert und gereinigt wurden, und nutzt dabei sein Fachwissen bei der Herstellung von Influenzavirus-Impfstoffen. Obwohl sich die Entwicklungsprotokolle an den brasilianischen und costaricanischen Instituten unterscheiden, prognostiziert Fan, dass ihre Antikörper "bei der Behandlung von COVID-19-Patienten eine gleichwertige Effizienz und Sicherheit aufweisen werden".

Noch weiter südlich in Südamerika entwickeln Wissenschaftler in Argentinien eine potenzielle Therapie für COVID-19-Patienten mit Pferde-Antikörpern, während andere Forscher weltweit Antikörper gegen SARS-CoV-2 von Lamas und Kühen untersuchen. Das Ziel all dieser Projekte ist dasselbe: Leben zu retten, während auf die Verfügbarkeit eines Impfstoffs gewartet wird.

Costa Rica hat mehr als 28.000 Fälle von COVID-19. "Wir haben über 100 Patienten auf der Intensivstation", sagt Macaya. "Und unsere Kapazität auf der Intensivstation ist wie in jedem Land begrenzt." Er hofft, dass sich Antikörper gegen Pferde als „ein sehr wertvolles Instrument erweisen werden, um zu verhindern, dass unser Gesundheitssystem auf der Ebene der Intensivstation zusammenbricht und offensichtlich Todesfälle verhindert. Das ist das ultimative Ziel."

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