Abstract
Rekombinantes humanes lösliches ACE2 hemmt die virale SARS-CoV-2-Infektion in menschlichen Organoiden in vitro.
Um eine Infektion zu verursachen, muss ein Virus in die Wirtszellen eindringen, um sich zu vermehren. Die COVID-19-Infektion wird durch das schwere akute Atemwegssyndrom-Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verursacht, das in die Wirtszellen eindringt, indem es sich an ein membrangebundenes Protein, das Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (ACE2), anheftet. ACE2 wird vor allem in der Lunge exprimiert, dem primären Ort der SARS-CoV-2-Infektion. Es ist jedoch auch in unterschiedlicher Konzentration im Herzen, in den Blutgefäßen, in den Nieren und im Darm vorhanden. Die bei COVID-19-Patienten zu beobachtende Multiorganfunktionsstörung hängt wahrscheinlich mit diesem Muster der ACE2-Expression und der daraus resultierenden weit verbreiteten Infektion zusammen.
Monteil et al. wollten herausfinden, ob humanes rekombinantes lösliches ACE2 (hrsACE2) zur Hemmung der Infektion eingesetzt werden kann, vermutlich durch Bindung des Virus an Proteine in Lösung und nicht an solche auf Wirtszellen. In vitro verringerte hrsACE2 die virale Erholung aus Wirtszellkulturen drastisch, was auf eine Verhinderung der Wirtszellbindung hindeutet. Die Ätiologie der Krankheit und das therapeutische Potenzial von hrsACE2 wurden anschließend in zwei menschlichen Organoidmodellen untersucht. Zunächst nahm die Menge der in infizierten Kapillarorganoiden exprimierten viralen RNA im Laufe der Zeit zu, was auf eine aktive Gewebsinfektion hindeutet. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da eine Infektion der Blutgefäße erfolgen muss, damit sich das Virus im gesamten Körper auf Gewebe ausbreiten kann. Nierenorganoide waren ähnlich anfällig für eine Infektion, da sie ACE2 in Tubuluszellen exprimierten (ähnlich den bekannten Mustern in vivo). Obwohl die Infektion durch hrsACE2 in vitro nicht vollständig gestoppt werden konnte, verlangsamte die Behandlung die Virusreplikation in beiden Organoidmodellen, was darauf hindeutet, dass das lösliche Enzym die Ausbreitung der Infektion hemmen und die Viruslast senken kann, was mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren könnte.
Die derzeitige Pandemie ruft die wissenschaftliche Gemeinschaft in einem noch nie da gewesenen Maße zu den Waffen. Viele von uns arbeiten an Schutzschilden, um unsere Mitarbeiter an vorderster Front und die medizinischen Fachkräfte zu schützen, während andere sich um Waffen bemühen, um das Virus direkter zu bekämpfen. Der hier beschriebene Ansatz ist von besonderem Interesse, da hrsACE2 bereits die klinischen Studien der Phasen I und II (NCT00886353, NCT01597635) zur Behandlung des akuten Atemnotsyndroms durchlaufen hat und die behördliche Zulassung (NCT04335136) für weitere Studien im Kampf gegen COVID-19 erhalten hat.