Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BBCovid-19-Peptid-Bindungsanalyse für Diagnostik und Therapie
Die Kenntnis der Bindungsstellen eines Virus an seine Wirtszelle und das Verständnis des Bindungsverhaltens sind von elementarer Bedeutung für die Konzeption von Wirkstoffen, die den Bindungsvorgang unterbinden sollen, aber auch für die Entwicklung von diagnostischen Tests, die auf einer solchen Bindung beruhen.
Im hier vorgeschlagenen Projekt soll die SwitchSense®-Technologie für die Charakterisierung des Bindungsverhaltens des Spike-Proteins S des SARS-CoV-2-Virus an ein spezifisches Bindepeptid eingesetzt werden. Da bekannt ist, dass das SARS-CoV-2 mit Hilfe dieses Oberflächenproteins an den humanen Rezeptor hACE2 bindet, soll zunächst die Bindung des Proteins S an hACE2 untersucht werden. Diese Proteine sind kommerziell erhältlich, können aber zur Qualitätssicherung auch selbst synthetisiert werden. Ebenfalls bekannt ist die Sequenz eines Peptids, das an die Bindungsdomäne des Spike-Proteins bindet [Zhang et al. 2020] und eine starke Bindungsaffinität im nanomolaren Bereich aufweist. Damit ist es ein vielversprechender Kandidat für SARS-CoV-2-Tests als auch für die Entwicklung eines Medikaments gegen das Virus.
Die vom Antragssteller schon erfolgreich durchgeführten Experimente mit Influenza-Bindepeptiden sollen auf das SARS-CoV-2-Virus übertragen werden. Die dafür eingesetzte SwitchSense®-Technologie (Dynamic Biosensors) erlaubt, die Bindungskinetik und Affinität zwischen Virus und Bindepeptid zu bestimmen. Wir konnten zeigen, dass sich Affinität und Spezifität durch multivalentes Binden deutlich steigern lassen [Publikation in Vorbereitung]. Dazu werden mehrere Peptidmoleküle an DNA-Nanostrukturen an definierten Positionen fixiert. Diese Synthesen wird die AG Smith am Fraunhofer IZI durchführen. Vorerst werden nicht-pathogene virusartige Partikel mit gebundenen Spike-Proteinen eingesetzt.