Verbund

ESCAPE – Angriffspunkte der Invasionsstrategie von SARS-CoV-2 in bronchialen Epithelzellen –

Die durch das neuartige SARS-CoV-2 ausgelöste Pandemie stellt das deutsche Gesundheitssystem vor bislang ungekannte Herausforderungen. Es gibt zurzeit keine wirksamen Therapien zur Behandlung der durch SARS-CoV-2 verursachten Lungenkrankheit COVID-19.

Ein Ziel des Verbundprojekts ESCAPE ist es, Oberflächenzellen der Atemwege auf spezifische Proteinmuster hin zu untersuchen, die durch Viren verursacht werden. Mit Hilfe solcher Muster könnte zukünftig – beispielsweise in Abstrichen der Nasenschleimhaut – eine Virusinfektion nachgewiesen werden, ohne das Virus selbst nachweisen zu müssen. Das SARS-CoV-2 greift über den sogenannten ACE2-Rezeptor die Lungenzellen an. Es soll daher ebenfalls erforscht werden, wie die Virusaufnahme durch ACE2 in die Zielzelle durch bestimmte, bereits existierende und zur Behandlung anderer Erkrankungen zugelassene Medikamente beeinflusst werden kann. Das dient dem Zweck, die Virusausbreitung im Gewebe zu vermeiden.

Der Förderaufruf beruht auf dem Rapid Response Modul der Förderbekanntmachung „Richt-linie zur Förderung eines Nationalen Forschungsnetzes zoonotische Infektionskrankheiten“ vom 29. Januar 2016 und orientiert sich an der Prioritätensetzung der WHO zu COVID-19. Gefördert werden insbesondere die Entwicklung therapeutischer und diagnostischer Ansätze sowie Forschungsarbeiten, die zum Verständnis des Virus und dessen Ausbreitung beitragen.

Teilprojekte

Mechanismen der epithelialen Virusantwort

Förderkennzeichen: 01KI20169A
Gesamte Fördersumme: 300.240 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2021
Projektleitung: Prof. Dr. Carsten Schmidt-Weber
Adresse: Technische Universität München, Fakultät für Medizin, Institut für Molekulare Allergologie
Biedersteiner Str. 29
80802 München

Mechanismen der epithelialen Virusantwort

Ziele des Verbundprojekts sind: 1) Aufklärung der Regulation des Virus-Eintritts und dessen pharmazeutische Kontrolle. 2) Mechanismus und Wirtsantwort von Atemwegszellen nach SARS-CoV2 Infektion. 3) Untersuchung bereits existierender Medikamente und deren Einfluss auf epitheliale Biologie und Virusreplikation. Meist wurden bisher SARS-CoV-2-in vitro-Studien mit Kulturen etablierter Zelllinien durchgeführt, davon auch Zelllinien renalen Ursprungs. Um physiologische Virus-Wirts-Beziehungen und molekulare Vorgänge in Zellen darzustellen, die den originären Zielzellen am ähnlichsten sind, eignen sich primäre Atemwegsepithelzellisolate besonders gut. Daher soll an primären Epithelzellen des Respirationstraktes geklärt werden, wie die Expression von ACE2, dem für die Virusaufnahme verantwortlichen Rezeptor, viral und molekular reguliert wird, und wie man medikamentös eine ACE2-Expression vermindern kann, um dadurch die Virusausbreitung und eine Neuinfektion weiterer Zellen zu vermeiden. Außerdem soll an unterschiedlich differenzierten Epithelzellen Sekretionsmuster identifiziert werden, die spezifisch zur Diagnose einer Virusinfektion nachgewiesen werden können, um damit ein diagnostisches Tool zur Hand zu haben, eine Virusinfektion nachweisen zu können, ohne das Virus selbst nachweisen zu müssen.

Expansion und Infektion im S3-biologischen Sicherheitsbereich und Statistische Einzelzellanalyse

Förderkennzeichen: 01KI20169B
Gesamte Fördersumme: 203.129 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2021
Projektleitung: Dr. Benjamin Schubert
Adresse: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institute of Computational Biology (ICB)
Ingolstädter Landstr. 1
85764 Neuherberg

Expansion und Infektion im S3-biologischen Sicherheitsbereich und Statistische Einzelzellanalyse

Ziele des Verbundprojekts sind: 1) Aufklärung der Regulation des Virus-Eintritts und dessen pharmazeutische Kontrolle. 2 Mechanismus und Wirtsantwort von Atemwegszellen nach SARS-CoV2 Infektion. 3) Untersuchung bereits existierender Medikamente und deren Einfluss auf epitheliale Biologie und Virusreplikation. Ziel des Teilvorhabens ist die Etablierung einer bioinformatischen Einzelzellanalyse-Pipeline zur Detektion von RNA-Virus infizierten Zellen sowie die statistische Analyse der anfallenden Einzelzelldaten zur Charakterisierung von SARS-CoV-2 induzierten Veränderung des Transkriptoms mit und ohne ACE2 Inhibitoren und detaillierte Charakterisierung der Differnzierungstrajektorien von Epithelzellen in 3D-ALI-Kulturen. Explizites Ziel des Teilvorhabens ist außerdem, den Einfluss bereits existierender und zugelassener Medikamente auf die Expression des Virusaufnahmerezeptors ACE2 und damit auf die epitheliale Biologie, die Virusreplikation und Neuinfektion zu untersuchen.