Viromere als Trägersysteme für genbasierte Behandlung von Entzündungskrankheiten geeignet

Presseinformation / 30. September 2020

Das Viromere ein geeignetes Trägermaterial für Boten-RNA (mRNA) darstellen, konnte jetzt ein Projektteam vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI und der Lipocalyx GmbH (heute: BioNTech Delivery Technologies GmbH) nachweisen. Die von der Lipocalyx entwickelten Viromere erwiesen sich in Studien als geeignete Therapieoption für die mRNA-Abgabe bei der Behandlung eines Modells für Entzündungskrankheiten. Die Ergebnisse wurden in »Scientific Reports«, einem von der Nature Publishing Group herausgegebenen Open-Access-Journal, veröffentlicht.

Einzelsträngige Ribonukleinsäure
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mRNA-Moleküle können krankheitsrelevante Entzündungsmediatoren beeinflussen. In Studien konnte die Eignung von Viromeren als Trägermaterial nachgewiesen werden.

In dem von Land Sachsen-Anhalt mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Forschungsvorhaben konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Zellkulturen und Mäusen nachweisen, dass sich krankheitsrelevante Entzündungsmediatoren durch das Einschleusen von mRNA-Molekülen beeinflussen lassen. Der Fokus lag dabei auf der Verwendung von Viromeren als Trägersystem. Viromere sind modifizierte Polymere, die den zellulären Aufnahmeweg von Influenza-Viren »nachahmen« und somit einen stillen (unbemerkten) aber effizienten Eintritt in die Zelle gewährleisten. RNA-Moleküle und Viromere bilden Nanopartikel im Größenbereich von 200–300 nm und verpacken die Nukleinsäuren in deren Inneren.

Mit Hilfe dieses Trägersystems lassen sich mRNAs, also proteinkodierenden Nukleinsäuren, in Zielzellen einbringen, die dann als Matrize für die Produktion entsprechender Zielproteine dienen. Freie Nukleinsäuren werden üblicherweise nicht von Zellen aufgenommen und sind in biologischen Flüssigkeiten Enzymen (Nukleasen) ausgesetzt, die diese schnell abbauen. Daher bedarf es molekularer Trägersysteme, welche die Nukleinsäuren an ihren Wirkungsort geleiten, sie in die Zielzellen einschleusen und anschließend freisetzen.

»In unseren Studien haben sich Viromere als geeignetes Trägermaterial erwiesen. Mit ihrer Hilfe haben wir mRNA-Moleküle, die momentan als Proteinwirkstoffe Anwendung in der Behandlung der rheumatoiden Arthritis finden, in Zellen eingeschleust. Solche chemischen Moleküle sind viel einfacher und genauer charakterisierbar als ein Proteinwirkstoff und wären deshalb zukünftig preiswerter in der Herstellung. Sie dienen als Bauanleitung und regulieren dann in den Zielzellen die Produktion der entsprechenden Proteine. Die Idee dahinter ist, den Menschen selbst als Fabrik zur Herstellung therapeutischer Proteine zu nutzen«, erläutert Projektkoordinator Dr. Holger Cynis, der am Fraunhofer IZI die Arbeitsgruppe Molekulare Biotechnologie leitet.

Mit der Identifizierung von Viromeren als geeignetem Trägersystem ist der Grundstein gelegt, diese gemeinsam mit entzündungsregulierenden Nukleinsäuren zu einer Gentherapie weiterzuentwickeln. Die Forschungsergebnisse wurden am 15. September 2020 in »Scientific Reports« veröffentlicht:

Edith Jansig, Stefanie Geissler, Vera Rieckmann et al. Viromers as carriers for mRNA-mediated expression of therapeutic molecules under inflammatory conditions. Sci Rep 10, 15090 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72004-8