SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) ist die Bezeichnung eines im Januar 2020 in der chinesischen Stadt Wuhan, Provinz Hubei, neu identifizierten Coronavirus. Das Virus verursacht die Erkrankung COVID-19 und ist Auslöser einer am 11. März 2020 von der WHO ausgerufenen Pandemie.
Als größtes biotechnologisches Forschungszentrum Österreichs nutzt acib seine Kompetenz und Möglichkeiten, um lösungsorientierte fast-track Forschung im Kontext des aktuellen Covid-19 Ausbruchs durchzuführen. Die einzigartige Konstellation von komplementären Forschungsfeldern der Biotechnologie ermöglicht es uns, schnell und umfassend an vielfältigen Themen zu arbeiten, was zu einer dringend notwendigen Lösung beitragen wird.
COVID-19 MEDIKAMENTE SCREENING


Bioinformatisches Screening

Ziel der Maßnahme ist das Auffinden von Medikamenten, die sich für ein Repurposing gegen SARS-CoV-2 eignen. Um möglichst rasch zum Ziel zu gelangen, wurde dazu eine Forschungsgemeinschaft namens FASTCURE gegründet, die sich rund um die Initiatoren von Innophore, der Universität Graz und acib bewegt. Direkte Kooperationspartner sind die Harvard Medical School sowie Google. Die Google Mutter Alphabet stellt dabei unlimitierte Rechenzeit der Google Cloud zur Verfügung. In diesem Ansatz sollen ca. 2 Milliarden Verbindungen auf ihr Bindeverhalten zur SARS-CoV-2 Main Protease (MPro), einem Schlüsselenzym für die virale Vermehrung untersucht werden. Weitere Zielproteine könnten zB die Helikase und die virale Polymerase darstellen. Als wesentlicher Bestandteil der Arbeiten ist das Verfahren „Virtual Flow“ der Harvard Medical School zu nennen: Innophore unterstützt diesen Prozess mit seiner patentierten 3D-Punktwolken-Technologie, um unzählige Ansatzpunkte zu simulieren und mit Hilfe von künstlicher Intelligenz zu filtern.

Kontakt: Christian Gruber

Bakterielles in vivo Selektionssystem für Validierungen im Labor

Bakterielles in vivo Selektionssystem für Validierungen im Labor

Das im acib und an der Universität Innsbruck entwickelte bakterielle in vivo Selektionssystem lässt sich auch für das Screening von Medikamenten gegen koronavirale Proteasen wie MPro oder PLPro einsetzen. Dazu wird ein Bakterienstamm (zB E. coli) zuerst genetisch auf die Produktion des Zielproteins (zB SARS-CoV-2 MPro) programmiert und dann so modifiert, dass er nur durch Hemmung dieses Zielproteins überlebensfähig bleibt. Dies kann durch den Einbau einer perfekten MPro-Schnittfläche in ein essentielles bakterielles Enzym erreicht werden. Sobald die Produktion von MPro anläuft (Induktion), wird das essentielle Enzym inaktiviert. Werden nun potenzielle Medikamente gegen SARS-CoV-2 diesem produzierenden Stamm beigegeben, kann der Bakterienstamm nur dann überleben, wenn das Medikament die MPro effektiv hemmt. Da in diesem Hochdurchsatzverfahren die Selektion in vivo erfolgt, kann der jeweilige Hemmstoff in die Zelle eindringen und ist offensichtlich weder allgemein toxisch für grundlegende Zellfunktionen, noch hemmt er unspezifisch essentielle bakterielle Proteasen. Ein Firmenpartner für diese Tätigkeit wird momentan intensiv gesucht.

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SARS-CoV-2

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Kontakt: Rainer Schneider

Remdesivir Syntheseverfahren

Remdesivir Syntheseverfahren

Remdesivir (GS-5734) ist ein antivirales Medikament, das gegen ein breites Spektrum von RNA-Viren (zB Ebola, Marburg Virus und verschiedene Coronavirus-Typen) seine Wirksamkeit zeigt. Derzeit unterliegt die Verbindung zahlreicher klinischer Versuche, um die Behandlung von COVID-19 zu testen. Aufgrund seiner komplexen Struktur ist die chemische Synthese schwierig, zeitintensiv und auch kostspielig. acib und Partner der Universität Graz haben langjährige Erfahrung im Bereich der chemoenzymatischen Synthese von pharmazeutischen Verbindungen. Die Experten haben Konzepte entwickelt, um Biokatalyse in die Herstellung von Remdesivir und auch anderen Pharmaprodukten zu integrieren, um deren Produktion effizienter, schneller und kostengünstiger zu machen.

Kontakt: Wolfgang Kroutil
COVID-19 DIAGNOSETOOLS


Diagnostische Verfahren für die Detektion von Sekundärinfektionen

Diagnostische Verfahren für die Detektion von Sekundärinfektionen

Ein Projekt im Rahmen von COMET3 mit der Firma CNA Diagnostics (94091) widmet sich der Thematik der Sekundärinfektionen. Mittlerweile gibt es Daten, dass insbesondere bei Patienten mit schwerem COVID-19 Verlauf Sekundärinfektionen (nosokomiale Infektionen) eine wichtige Rolle spielen. Das Projekt beschäftigt sich mit der frühen Diagnose solcher Infektionen mit Hilfe von Biomarkern. Wir entwickeln diagnostische Verfahren um humane Sepsis mittlerweile schon bis zu zwei Tagen vor den ersten klinischen Anzeichen zu detektieren. Das könnte in Zukunft auch bei viralen Primärinfektionen der Atemwege wichtig werden. Im hier vorgestellten Ansatz sollen aktuelle Testverfahren für COVID-19 kommentiert und ein Ausblick geliefert werden, wie in Zukunft Testinfrastrukturen in Ländern wie Österreich aufgestellt sein sollten, um eine Krise wie die jetzige zu minimieren oder zu vermeiden. Foto: Lucas Grumet

PRESSEMELDUNG


Kontakt: Christoph Sensen

Biomarker basierte Schnelltests für die Detektion von COVID19 und von Sekundärinfektionen

Biomarker basierte Schnelltests für die Detektion von COVID19 und von Sekundärinfektionen

Basierend auf langjähriger Erfahrung und Patenten wurden Biomarker (d.h. Enzym-) basierte Schnelltests für die Detektion von Infektionen entwickelt, die in wenigen Minuten Ergebnisse liefern. Hinsichtlich COVID-19 ist insbesondere die Entwicklung eines Schnelltests zur Erfassung bakterieller (Sekundär)Infektionen (z.B. bakterielle Pneunomia) hervorzuheben. Ein Firmenprojekt mit der Firma Qualizyme Diagnostics führte bereits zu sehr vielversprechenden Ergebnissen betr. den Nachweis von Infektionen in Sputum. Im Rahmen eines FFG Projektes wird von der Firma weiters auch an der Entwicklung eines direkten Nachweisverfahrens von COVID-19 mittels eines einfachen, farbbasierten Testsystems gearbeitet.



Kontakt: Georg Gübitz
COVID-19 IMPFSTOFFENTWICKLUNG


Rekombinante SARS-CoV-2 Antikörper und virale Glycoproteine

Rekombinante SARS-CoV-2 Antikörper und virale Glycoproteine

Auf Basis von pflanzlichen Expressionsplattformen ist in diesem Ansatz die Herstellung von Glycoproteinen wie monoklonalen Antikörpern (mAb) mit einem optimierten Glycosylierungsprofil möglich. Das System hat sich in der Vergangenheit u.a. im Zusammenhang mit der Behandlung von Ebola durch das Präparat ZMapp, einem Cocktail aus 3 Glykan-optimierten mAbs bewährt. Aktuell arbeitet die Forschungsgruppe an der Expression von SARS-CoV-2 neutralisierenden Antikörpern. Die Technologie erlaubt die rasche Herstellung verschiedener mAb Versionen (Isotypen, Glykovarianten). Das erlaubt eine schnelle Evaluierung und somit Selektion hoch effizienter mAb Formen. Die mAbs sollen in der Therapie eingesetzt werden. Im Repertoire steht auch die Expression von Glykan optimierten SARS-CoV-2 Proteinen (RMD) für die Entwicklung von serologischen Tests.

Rapid expression of
SARS-CoV-2 glycoproteins

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Rapid expression of
SARS-CoV-2 monoclonal antibodies

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Kontakt: Herta Steinkellner