Lama-Mensch-Antikörper gegen HIV zeigt starke Wirkung

Lamas – die gelangweilt wirkenden, langsam kauenden Kameliden aus Südamerika – werden wegen ihrer Wolle und ihres Leders geschätzt. Unter Fell und Haut verbergen diese domestizierten Lasttiere jedoch noch ein weiteres wirkungsvolles Werkzeug, das sich Menschen zunutze machen wollen.

Setzt man Lamas (Llama glama) bestimmten tödlichen menschlichen Viren aus, bildet ihr Körper nach Erkenntnissen von Forschenden starke Immunproteine, die sich von jenen unserer Spezies unterscheiden.

Auf Basis dieses Wissens hat ein Team der US National Institutes of Health (NIH) nun einen Hybridantikörper aus Mensch und Lama entwickelt, der einen der raffiniertesten Krankheitserreger der Menschheit in Schach halten kann: HIV.

Warum HIV menschlichen Antikörpern entkommt

Das humane Immundefizienzvirus (HIV) ist ein geschickter Verwandlungskünstler. Es kann sich rasch weiterentwickeln, um menschliche Antikörper abzuwehren, die fremde Bedrohungen normalerweise erkennen, binden und eindämmen.

„Herkömmliche Antikörper sind groß und sperrig, weshalb sie die Oberfläche des Virus nur schwer erreichen und angreifen können“, erklärt der Biologe Jianliang Xu von den NIH und der Georgia State University.

Bei Lamas ist das anders. Wie Haie, Alpakas und Kamele gehören sie zu den wenigen Tieren, die besonders kleine Varianten gewöhnlicher Antikörper herstellen: sogenannte Nanokörper, die etwa ein Zehntel so groß sind.

Diese Nanokörper sind beweglich und flexibel. Aufgrund ihrer geringen Größe und langgestreckten Form können sie sich zwischen die Abwehrstrukturen eines Virus zwängen und dessen ansteckendste Bereiche blockieren.

Llama-Human-Antikörper gegen HIV

Um die Bildung HIV-spezifischer Nanokörper anzuregen, injizierten Forschende der NIH einem einzigen Lama innerhalb eines Jahres 13-mal einen Teil der Hülle von HIV-1.

Anschließend identifizierten sie mithilfe sorgfältiger Entwicklung die wirksamsten HIV-Nanokörper und verbanden diese mit Bestandteilen eines breit wirksamen menschlichen Antikörpers gegen HIV.

Diese breit neutralisierenden Antikörper (bNAbs), die mehrere HIV-Stämme angreifen können, wurden in den 1990er-Jahren bei einigen menschlichen Patienten entdeckt. Doch auch nach fast vier Jahrzehnten Forschung ist es Wissenschafterinnen und Wissenschaftern bislang nicht gelungen, einen HIV-Impfstoff oder eine lang wirksame Behandlung mit bNAbs zu entwickeln, die den Mutationen des Virus wirksam standhält.

Für sich allein können sowohl der menschliche Antikörper als auch der Lama-Nanokörper 90 Prozent der HIV-1-Stämme neutralisieren, wobei beide unterschiedliche Bereiche des Virus angreifen. Zusammen sei dieser zweigleisige Ansatz „ultrapotent“, schreiben die Forschenden. Im Labor konnte die Lama-Mensch-Chimäre 96 Prozent von 208 HIV-Stämmen unterdrücken.

Das ist zehnmal wirksamer als ein zuvor entwickelter Mensch-Lama-Antikörper, an dem einige Mitglieder desselben Forschungsteams beteiligt waren.

„Diese Nanokörper sind die bisher besten und stärksten neutralisierenden Antikörper, was meiner Ansicht nach sehr vielversprechend für die Zukunft von HIV-Therapien und der Antikörperforschung ist“, sagt Payton Chan, Doktoratskandidat im Fach Biologie an der Georgia State University.

„Ich hoffe, dass diese Nanokörper eines Tages zur Behandlung von HIV zugelassen werden.“

Ob die neu entwickelte Lama-Mensch-Chimäre HIV-Infektionen auch bei lebenden Tieren oder Menschen gezielt bekämpfen kann, muss sich noch zeigen. Dass die Behandlung an zwei der verwundbarsten Stellen des Virus binden kann, sollte es dem Erreger jedoch erschweren, dem Zugriff des Immunsystems zu entkommen.

Perspektiven für HIV-Antikörpertherapien

Antikörperinfusionen haben sich zuletzt als vielversprechender Ansatz erwiesen, um HIV zu behandeln, zu verhindern oder sogar zu heilen. Frühere Studien zeigten allerdings, dass für eine dauerhafte Wirkung sehr spezifische bNAbs in hohen Dosen erforderlich sind.

Möglicherweise können Lama-Nanokörper diese Behandlungen bereits in geringeren Konzentrationen wirksamer machen. Eine weitere Herausforderung besteht jedoch darin, die Wirkdauer des Arzneimittels zu verlängern.

Eine HIV-Antikörperbehandlung, die Patientinnen und Patienten nur etwa einmal jährlich erhalten müssten, könnte sich im klinischen Einsatz als sehr wirksam erweisen. Derzeit sind bei diesen Therapien Auffrischungen alle paar Monate nötig.

Forschende der NIH entwickeln nun weitere Kombinationen aus Lama- und menschlichen Antikörpern, um zu prüfen, ob sich eine Behandlung mit noch stärkeren Effekten erzeugen lässt.

Die Studie wurde in Advanced Science veröffentlicht.