In-vitro- und in-vivo-Untersuchung der antimikrobiellen und antiviralen Eigenschaften CLEC3A-basierender Peptide.

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Klatt
• Fachliche Zuordnung: Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527884186

Es ist uns gelungen für zwei C-type lectin domain family 3 member A (CLEC3A)-basierende Peptide (HT-16, HT-47) eine antimikrobielle Wirkung gegen P. aueruginosa und S. aureus zu zeigen und den molekularen Mechanismus aufzuklären. Ein Material für Gelenkprothesen, Titan, wurde von uns mit HT-47 beschichtet und führte zu einer verminderten Adhäsion von Bakterien. Durch den Austausch verschiedener Aminosäuren von HT-16 und HT-47 konnten wir die antimikrobielle Aktivität gegenüber MRSA verstärken und die Zytotoxizität auf eukaryotische Zellen vermindern. Zusätzlich möchten wir die Biostabilität CLEC3A-basierender Peptide und eine Resistenzentwicklung von P. aueruginosa, S. aureus und MRSA gegen die CLEC3A-basierenden Peptide untersuchen. In vielen Fällen konnte in-vitro eine antibakterielle Wirkung der AMP gezeigt, jedoch durch in-vivo-Untersuchungen nicht bestätigt werden. Wir möchten daher die antibakterielle Wirksamkeit von zwei CLEC3A-basierenden AMP entsprechend der unterschiedlichen therapeutischen Einsatzmöglichkeiten in drei verschiedenen Maus-Tiermodellen untersuchen. Dabei handelt es sich um ein Biomaterial-assoziiertes Infektionsmodell, ein Wundinfektionsmodell und ein Sepsis-Modell. Ein Tierversuchsantrag für alle drei Tiermodelle ist bereits vom LANUV genehmigt. Oberflächenplasmonresonanz (OPR)- und Elektronenmikroskopie-Analysen zeigten eine Bindung von HT-47 an SARS-CoV-2 Spikeprotein. Es ergaben sich ähnliche KD-Werte für HT-47 und LL-37. Für LL-37 konnten wir eine Inhibierung der Bindung von Spike an den hACE2-Rezeptor durch LL-37 zeigen. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass auch HT-47 die Bindung von Spike an den hACE2-Rezeptor inhibieren kann. Für LL-37 wurden mittlerweile prophylaktische und therapeutische Wirkungen gegenüber einer SARS-CoV-2-Infektion in vivo nachgewiesen. Wir möchten den „Breitband“-Bindungsmechanismus der CLEC3A-basierenden Peptide und Proteine näher charakterisieren. Die wirksame Inhibierung einer Zellinfektion soll mittels Pseudovirus-Assay bestätigt werden. Sollte sich die antivirale Wirkung von CLEC3A-basierenden Peptiden bestätigen, wären das entscheidende Ergebnisse zur Entwicklung einer antiviralen Therapie für COVID-19, möglicherweise auch für andere virale Erkrankungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Thomas Streichert