Salk-Forscher beschleunigen und erweitern die COVID-19-Forschung

29. Juni 2020

Salk-Forscher beschleunigen und erweitern die COVID-19-Forschung

Salk-Wissenschaftler bekämpfen die COVID-19-Pandemie mit innovativen Forschungsprojekten zu Immunität, Impfstoffentwicklung, viraler Bildgebung und mehr

29. Juni 2020

LA JOLLA – Während die COVID-19-Pandemie weltweit anhält, beteiligt sich das Salk Institute an den Bemühungen, die grundlegende Wissenschaft hinter dem neuartigen Coronavirus zu verstehen, um den Weg für Behandlungen und Heilungen zu ebnen. COVID-19 nutzt eine Schwachstelle in der Rüstung des Immunsystems aus: Da das SARS-CoV-2-Virus – das neuartige Coronavirus, das COVID-19 verursacht – kürzlich beim Menschen aufgetreten ist, haben unsere Immunsysteme keine Erfahrung mit dem Virus – und haben manchmal Schwierigkeiten, es zu bekämpfen Es.

„Man kann die Auswirkungen von COVID-19, der durch das neuartige Coronavirus verursachten Krankheit, auf unsere Welt kaum überbewerten“, sagt Salk-Präsident Rusty Gage. „Salk-Wissenschaftler mit Fachkenntnissen in den Bereichen Virologie, Immunologie und Infektionskrankheiten sind voll und ganz damit beschäftigt, ehrgeizige Forschungen zu verfolgen, die sich auf die COVID-19-Infektion und das SARS-CoV-2-Virus, das sie verursacht, konzentrieren.“

Die Fakultät von Salk befasst sich aus verschiedenen Blickwinkeln mit der COVID-19-Forschung, einige davon im Rahmen laufender Forschungsprojekte, die einen direkten Bezug zum Virus haben, darunter:

• Professor Janelle Ayres untersucht Lungenentzündung und akutes Atemnotsyndrom (ARDS, das bei COVID-19-Patienten auftritt).
• Professor Greg Lemke untersucht, wie Rezeptoren die Immunantwort regulieren, und untersucht Möglichkeiten, die „Zytokinstürme“ zu verhindern, die bei COVID-19 entstehen.
• Professor Satchin-Panda konzentriert sich auf die langfristige Genaktivität bei COVID-Patienten.
• Forschungsprofessor Margarita Behrens erforscht die Auswirkungen virusinduzierter mütterlicher Immunaktivität auf die Gehirnentwicklung von Nachkommen.

Darüber hinaus laufen zahlreiche neue, genehmigte COVID-19-Forschungsprojekte, darunter:

• Professor Tony Jäger zuvor gezeigt, dass das Zytokin LIF (Leukämie-Hemmfaktor) bei Bauchspeicheldrüsenkrebs eine Rolle spielt. In schweren Fällen von COVID-19 können Immunzellen in der infizierten Luftröhre und Lunge große Mengen an Zytokinen freisetzen, die Entzündungsproteine ​​schädigen. Er wird testen, ob Zytokine wie LIF eine Rolle bei der Immunüberreaktion („Zytokinsturm“) spielen, die bei einigen COVID-19-Patienten beobachtet wird.
  • Gerald Pao, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter im Hunter-Labor, wird mit dem Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute zusammenarbeiten, um ein Virussystem zu entwickeln, das ein Spike-Protein exprimiert, das denen des Coronavirus nachahmt. Anschließend wird das Team die Immunantwort auf diese Spike-Proteine ​​untersuchen.
  • In Zusammenarbeit mit der UC San Diego, dem USC und dem Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute wird Pao einen Test entwickeln, um das Vorhandensein von COVID-19-Coronavirus-Genomen in menschlichen Nasen- und Rachenproben nachzuweisen. Er hat diesen Test, der CRISPR mit einer bildgebenden Technologie kombiniert, so konzipiert, dass er nur wenige Minuten dauert.
  • Pao wird auch CAR-T-Zellen entwickeln, Zellen, die auf bestimmte Proteine ​​abzielen können, um die Entwicklung eines Coronavirus-Impfstoffs zu unterstützen. Diese Zellen werden aus der Krebsimmuntherapie umfunktioniert, um eine Immunüberwachung zu ermöglichen und mit dem Coronavirus infizierte Lungenzellen, die ein Spike-Protein auf ihrer Oberfläche haben, zu Beginn der Infektion abzutöten.
• Professor Susan Kaech, der untersucht, wie wir Immunität gegen schwere Virusinfektionen wie Influenza und jetzt COVID-19 entwickeln, wird mit dem Scripps Research Institute und dem La Jolla Institute zusammenarbeiten, um die Arten von Gedächtnis-T- und B-Zellen zu untersuchen, die sich nach SARS in der Lunge bilden. Eine CoV-2-Infektion als Möglichkeit zu verstehen, ob und wie eine langfristige Immunität gegen SARS-CoV-2 aufgebaut werden kann. Diese Arbeit wird von entscheidender Bedeutung sein, um die Arten von Gedächtnis-T-Zellen zu verstehen, die COVID-19-Impfstoffe bei geimpften Personen neu erzeugen müssen, um Maßstäbe für die Erzeugung einer schützenden Immunität festzulegen. Kaech kürzlich veröffentlichte ein Papier zu diesem Thema im Zeitschrift für experimentelle Medizin.
  • Die Entwicklung eines schützenden Impfstoffs gegen das Coronavirus ist derzeit eine der größten Herausforderungen weltweit. Kaech glaubt, dass Immunzellen, sogenannte Gedächtnis-B- und -T-Zellen, wahrscheinlich entscheidend für die Kontrolle der Infektion sind und daher hervorragende Ziele für Impfstoffe sein könnten, um eine langfristige Immunität zu ermöglichen. Ihr Labor wird in Zusammenarbeit mit dem Scripps Research Institute die Rolle von Gedächtnis-T-Zellen in der Lunge während einer COVID-19-Infektion untersuchen.
  • In einer separaten Studie wird Kaech in Zusammenarbeit mit Lungenärzten der UC San Diego und des VA-Krankenhauses Veränderungen im Spiegel und in der Zusammensetzung von Surfactant bei COVID-19-Patienten untersuchen. Surfactant ist eine Substanz in der Lunge, die uns das Atmen ermöglicht. In der Studie werden die Tensidwerte mit den Gesundheitsergebnissen von COVID-19-Patienten verglichen, um festzustellen, ob ein Rückgang der Tensidwerte mit einer schwereren Erkrankung verbunden ist. Ihr Labor wird auch testen, ob genetische Veränderungen in Signalwegen, die den Surfactantspiegel in der Lunge steuern, den Krankheitsverlauf beeinflussen.
• Assistenzprofessor Dmitri Ljumkis wird die molekularen Mechanismen untersuchen, durch die das Nichtstrukturprotein NSP1 die Proteinproduktion des Wirts stoppt. Dieser Prozess hilft dem Virus letztlich dabei, die Produktion seiner eigenen viralen Proteine ​​und die Entwicklung von COVID-19 zu fördern. Das Lyumkis-Labor wird außerdem untersuchen, wie sich das Nichtstrukturprotein NSP2 auf Wirtszellen während der Entwicklung von COVID-19 auswirkt.
• Professor Juan Carlos Izpisúa Belmonte arbeitet mit einem Biotechnologieunternehmen aus San Diego zusammen, um COVID-19-Behandlungen mithilfe von Nanopartikeln zu entwickeln. Die Forscher werden die RNA-Targeting-CRISPR-Cas-Technologie verwenden, um die RNA des SARS-CoV-2-Virus zu zerstören. Diese Behandlung verhindert die Vermehrung des Virus im Körper, wodurch die Schwere der COVID-19-Infektion einer Person verringert und die Wahrscheinlichkeit einer Ausbreitung des Virus verringert wird. Bei Erfolg könnte dieser Ansatz in Zukunft auf die Behandlung anderer RNA-Viren ausgeweitet werden.
• Es braucht einen Virus, um einen Virus abzutöten. Professoren Clodagh O'Shea, Alan Saghatelian und Josef Noel nutzen die atomaren Strukturen des SARS-CoV-2-Virus zusammen mit proprietären Plattformen für synthetische Virologie und chemische Biologie, um transformative Impfstoffe und Gentherapien zu entwickeln. Ihre Pipeline zielt auf i) die SARS-CoV-2-Prävention durch die Entwicklung synthetischer Lebendimpfstoffe, die eine breite und langanhaltende Immunität induzieren, und ii) die SARS-CoV-2-Behandlung durch virale Gentherapien, die synthetische Nanopartikel exprimieren, die SARS suchen, neutralisieren und zerstören -CoV-2 und verhindern Pathologie. Diese Forschung wird die zugrunde liegenden Prinzipien aufdecken und hartnäckige klinische Herausforderungen überwinden, nicht nur von SARS-CoV-2 heute, sondern auch von SARS-CoV-3 von morgen.

„Die bei Salk laufende grundlegende Grundlagenforschung spielt eine zentrale Rolle bei der Gestaltung unseres Ansatzes als Reaktion auf COVID-19 und bei der Verhinderung ähnlicher Krisen in der Zukunft“, sagt Salk-Vizepräsident, Chief Science Officer und Professor Martin Heißer. „Diese Pandemie hat gezeigt, wie wichtig Grundlagenforschung für die Bewältigung der größten gesundheitlichen Herausforderungen unserer Zeit ist, darunter Infektionen wie COVID-19, Alterskrankheiten wie Alzheimer und der Klimawandel.“