Generalschlüssel gegen Viren

Spricht Francesco Stellacci über seine Forschung, ist jedes Wort ein Ausrufezeichen der Begeisterung des Professors, der bei der EPFL das Labor für supramolekulare Nanomaterialien und Interfaces (SuNMiL) leitet. Arme und Hände reden beim gebürtigen Italiener immer mit. Genügt dies nicht, kommen während des Gesprächs Gegenstände auf seinem Schreibtisch unterstützend zum Einsatz. Die Schutzhülle seiner AirPods wird dann zum Virus.

Um Viren geht es hier nicht erst, seit COVID-19 die Menschheit in Geiselhaft hält. Vor zehn Jahren, als Stellacci vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) zur EPFL kam, wollte der Materialwissenschaftler forschend etwas tun, was Menschen in Not helfen kann. Er begab sich zunächst auf die Suche nach einer Medizin gegen virale Diarrhoe, an der jedes Jahr tausende von Kindern in Entwicklungsländern sterben.

Insbesondere infektiöse – virale und bakterielle – Krankheiten stehen in Entwicklungsländern an der Spitze der Haupttodesursachen. Von den Forschungsgeldern in der Medizin ging in der Vor-COVID-19-Zeit jedoch der Löwenanteil an die Krebs oder Alzheimer-Forschung. Für übertragbare Krankheiten blieben Krümel – und der grössere Teil des kleinen verbleibenden Batzens floss in die Forschung bakterieller Krankheiten. Viren waren das Stiefkind der Forschung. So kam Stellacci zur Überzeugung, sein Vorhaben grösser anzulegen. Nun ging es darum, einen einzigen Killer gegen eine grosse Anzahl Viren zu finden. Seine Begründung: «Seit den 1970er Jahren sehen wir uns rund alle vier Jahre mit einem neuen Virus konfrontiert – HIV, Ebola und Zika.» Heute haben wir COVID-19. Dass das sogar in rasanterem Tempo so weitergehen wird, steht für ihn ausser Frage. In den 1950er Jahren zählten wir rund zwei Milliarden Menschen auf der Welt. Heute sind es über siebeneinhalb Milliarden und in dreissig Jahren werden zehn Milliarden erwartet. Da die Dichte an Menschen für die Übertragung von Viren entscheidend ist, resultiert daraus eine simple Logik: Im Jahr 2050 ist das Risiko für ein neues Virus fünfmal höher als noch hundert Jahre zuvor.

Nicht den einzelnen Viren-Typus galt es also, in das Zentrum des Kampfes zu stellen, sondern die Gattung des Erregers an sich. Es musste einfach eine Möglichkeit gefunden werden, jede Art von Virus mit einem Medikament nachhaltig unschädlich zu machen, bevor dieses über die Zellmembran in die menschliche Zelle eindringen kann. Nachdem Stellacci die wissenschaftliche Literatur durchgeackert hatte, war klar: Diese Möglichkeit gibt es bereits. Vereinfacht gesagt, können Zuckermoleküle, wie sie auch an der Zelloberfläche zum Austausch von Proteinen vorkommen, Viren an sich binden – der Erreger meint, eine Zelle vor sich zu haben. Ein Täuschungsmanöver, denn es sind lediglich Zuckermoleküle. Im Reagenzglas hat diese Methode bereits vor geraumer Zeit nachhaltige Erfolge gezeigt. Nicht jedoch bei Lebewesen.

Während im Reagenzglas stabile Verhältnisse herrschen, fällt im lebenden Organismus der Schutz freischwebender Zuckermoleküle in sich zusammen, sobald deren Konzentration nachlässt. Das Virus ist dann immer noch da, die Zelle schutzlos, die Infektion nicht zu vermeiden. Auf diese Problematik schaut Stellacci mit den Augen des Nanomaterialwissenschaftlers, der vielfältige Effekte an Oberflächen studiert und weiss, dass dort gewisse Prozesse, sind sie einmal weit fortgeschritten, irreversibel sein können. Für das Virus im Körper bedeutet dies, einen Weg zu finden, um sich rasant zu vermehren. Stellacci nimmt nun seine AirPods-Hülle in die linke Hand. Mit den Fingern der rechten Hand trommelt er darauf herum, als wolle er sie zum Platzen bringen. Und genau darum geht es: Sein Medikament setzt das Virus immer stärker unter einen Streching-Druck, bis es wie ein Ballon platzt – in diesem Augenblick ist das Virus nachhaltig unschädlich gemacht.

An Mäusen hat er das Medikament bereits erfolgreich getestet. «Aber», sagt er und breitet die Arme aus, «es liegt noch ein weiter Weg vor uns.» Mit Forschungsgeldern der Werner Siemens-Stiftung kann er die nun anstehenden umfangreichen Studien angehen, die erforderlich sind, um Kliniken mit seinen Wirkstoffen zu erreichen. Und er ist überzeugt: Sein Generalschlüssel gegen Viren sollte beim nächsten neu auftretenden Erreger zumindest die junge gesunde Bevölkerung schützen können und in Form eines Nasensprays helfen, einen Shut- oder Lockdown zu verhindern. Das Medikament könnte derart wirkungsvoll sein, dass es das Virus in der gesamten Population unschädlich machen kann. Realistischerweise wird die Rolle eines solchen Arzneimittels darin bestehen, Zeit zu gewinnen, bis ein Impfstoff entwickelt ist.