Chemie gegen Viren: Antivirale Wirkstoffe

 

In der Reihe Fact Sheets veröffentlicht die Gesellschaft Deutscher 
Chemiker allgemeinverständliche Informationen zu relevanten Themengebieten. Erstellt werden die Fact Sheets von dem Expertengremium "ChemFacts for Future", in dem sich Wissenschaftler*innen der GDCh aus verschiedenen Fachgebieten gemeinsam um relevante Themen kümmern.

Chemie gegen Viren: Antivirale Wirkstoffe (Fact Sheet 1)


Fakten

Viren können sich nicht eigenständig vermehren, sie müssen dafür eine Wirtszelle befallen. Sie docken an die Wirtszelle an, bringen ihre Gene und eigene Proteine in die Zelle und nutzen dann die biochemische Maschinerie der Wirtszelle, um neue Viren zu produzieren. Diese werden letztlich freigesetzt und infizieren weitere Zellen. Mit Impfungen, die eine Immunabwehr gegen bestimmte Viren vermitteln, kann man eine virale Infektion verhindern. Was macht man aber, wenn eine Virusinfektion bereits erfolgt ist? Bei vielen Viren helfen hier chemische Substanzen – die antiviralen Wirkstoffe, die das Virus entweder in Schach halten oder sogar zu seiner vollständigen Eliminierung aus dem Körper führen können. Prominente Beispiele sind die antiviralen Wirkstoffe gegen HIV und gegen Hepatitis C (HCV). Die antivirale Therapie von HIV-Infektionen hat für viele Patienten aus einer tödlichen eine chronische Erkrankung gemacht. Antivirale Wirkstoffe gegen HCV haben gar dazu geführt, dass eine vormals unheilbare Krankheit heutzutage in den meisten Fällen vollständig geheilt werden kann. Auch gegen das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 werden antivirale Wirkstoffe erprobt.

Problem

Ein antiviraler Wirkstoff soll den Vermehrungszyklus der Viren in den Wirtszellen selektiv chemisch blockieren. Der Wirkstoff darf jedoch die biochemischen Mechanismen der menschlichen Wirtszelle nicht wesentlich beeinträchtigen, denn sonst könnten massive Nebenwirkungen auftreten.

Problemlösung

Antivirale Wirkstoffe werden meist so entworfen, dass sie an bestimmte Proteine des Virus binden und diese Proteine dadurch in ihrer Funktion hemmen. So können z. B. die sogenannten Polymerasen, die das Erbgut des Virus vervielfältigen, blockiert werden. Hierfür nutzt man chemische Verbindungen, die in ihrer Struktur den Bausteinen des Erbguts ähneln. Aber: auch die Wirtszelle hat eigene Polymerasen und benötigt diese. Antivirale Wirkstoffe müssen daher so konzipiert werden, dass sie Unterschiede zwischen den humanen und den viralen Polymerasen ausnutzen. Aufgrund ihrer chemischen Struktur können sie zwar die Virus-Polymerase effizient hemmen, nicht aber die Polymerasen der Wirtszelle.

Autoren:
Prof. Dr. Christian Ducho, Department of Pharmacy, Saarland University
Dr. Horst Dollinger, Business Development & Licensing, Boehringer Ingelheim

Das Fact Sheet "Chemie gegen Viren: Antivirale Wirkstoffe" als pdf zum Ausdrucken


Über das Gremium "ChemFacts for Future"

Die bedeutendsten Probleme, mit denen unser Planet und die meisten seiner Bewohner*innen derzeit konfrontiert werden, sind anthropogener Natur. Es ist daher auch die Aufgabe der Menschen, die Probleme zu erkennen und sie effizient zu lösen. Effizient bedeutet zeitnah und problemorientiert – jenseits von politischen und (rein) ökonomischen Interessen. 

Ein Großteil der Probleme kann (nur) unter Heranziehen chemischer Fachkenntnis sinnvoll bearbeitet werden. Die Herstellung und Verbreitung sachlich falscher Zusammenhänge, die zum Teil als Grundlage für politische Entscheidungen – und Fehlentscheidungen – herangezogen werden, sind für Naturwissenschaftler generell und uns Chemiker*innen im Speziellen daher besonders beunruhigend. 

Besonders der chemische Aspekt in Problemfeldern wie CO2-Emission und CO2-Bindung, Luftschadstoffbelastung oder Mikroplastikverbreitung führt dazu, dass wir uns als Chemiker*innen in der Pflicht sehen, belastbare, nicht von Lobbyismus getriebene Fakten zusammenzutragen und diese zu veröffentlichen. Wir sehen es auch als unsere Aufgabe an, in Kooperation mit Experten angrenzender Disziplinen (Medizin, Biologie, Physik) wissenschaftlich sinnvolle und ökonomisch wie ökologisch umsetzbare Lösungsvorschläge zu entwerfen und diese zu publizieren. 

Wir möchten uns als ein Gremium verstanden wissen, welches das Expertenwissen der Spitzenforscher*innen in den relevanten Themengebieten zusammenführt und es sowohl für die wissenschaftliche Community als auch die breite Öffentlichkeit auf verschiedenen Kanälen verfügbar macht. 

Dem Gründungsstab gehören neben dem Präsidenten der GDCh zunächst Vorsitzende verschiedener Fachgruppen und Arbeitsgruppen der GDCh an, die im nächsten Schritt Expertinnen und Experten benennen, die das Team der Verantwortlichen ergänzen werden. Mitglieder des Gremiums.

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