Stories|Mit Röntgenstrahlung gegen das Corona-Virus
Mit Röntgenstrahlung gegen das Corona-Virus
Gesundheit und Medizin
Pandemien eindämmen durch gezieltere Wirkstoffentwicklung
Die Corona-Pandemie stellte Medizin und Pharmazie vor enorme Aufgaben. Um sie einzudämmen, musste man möglichst schnell Aufbau und Funktionsweise des Virus aufklären und herausfinden, welche Wirkstoffe auf welchem Weg den Virus am effektivsten bekämpfen. Dabei haben Beschleunigertechnologien eine entscheidende Rolle gespielt.
Viren und Wirkstoffe in Aktion zu beobachten und auf Nanometer und Nanosekunden genau zu entschlüsseln, wie sie im Organismus mit den Proteinen unseres Körpers wechselwirken – das ist die große Stärke von Beschleunigertechnologien beim Einsatz für die Medizin. Im Fall von Covid-19 war unter den ersten effektiven Impfstoffen jener des deutschen Biotech-Unternehmens BioNTech, den es gemeinsam mit dem US-Pharmakonzern Pfizer auf Basis der mRNA-Technologie entwickelt hatte. Bei diesem neuen Ansatz werden mRNA-Moleküle, die Baupläne zur Herstellung eines Schlüsselproteins des Krankheitserregers enthalten, in den menschlichen Körper injiziert. Zellen nehmen diese Moleküle auf. Sie beginnen, das Protein des Erregers zu produzieren, transportieren es an ihre Oberfläche und aktivieren so das Immunsystem. Der Organismus wappnet sich dadurch gegen den Angriff der tatsächlichen Viren.
Injizierte man allerdings reine mRNA, so würde der Körper diese abbauen, noch bevor sie die Zellen erreicht. Darum muss man die mRNA in spezielle Nanopartikel verpacken, die diesen Abbau hinauszögern. Doch welche Nanopartikel eignen sich dafür am besten?
Um diese Frage zu beantworten, hat BioNTech zusammen mit der Universität Mainz und dem Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) Streuexperimente an DESYs Synchrotronanlage PETRA III durchgeführt. Mit der sogenannten Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) untersuchten sie die innere Struktur verschiedener Lipid-Nanopartikel bei unterschiedlichen pH-Werten, um die optimale Zusammensetzung für diverse Zelltypen zu finden und so das Transportsystem der mRNA zu optimieren – nicht nur für Corona-, sondern auch für andere Impfstoffe und individualisierte Medikamente. Die beschleunigerbasierte Aufklärung winziger Strukturen von Biomolekülen und die Zusammenarbeit von Industrie und Forschung hilft also, das große Potential neuer Wirkstoffe zur Bekämpfung gefährlicher Krankheiten zu entfalten.
Beteiligte Partner:
DESY (Nutzung PETRA III)
- BioNTech (Industriepartner)
- Johannes Gutenberg-Universität Mainz
- EMBL (European Molecular Biology Laboratory), Betreiber der Beamline P12
