Antibiotikum gegen folgenschwere Wurminfektionen

Wissenschaftler*innen der Uniklinik Bonn erforschen Wirksamkeit des Naturstoffs Corallopyronin A

Gefährlicher Parasit: Mehr als 72 Millionen Menschen in den Tropen sind mit den Fadenwürmern Onchocerca volvulus bzw. Wuchereria bancrofti und Brugia malayi infiziert. Die Infektion mit diesen Würmern kann bei Betroffenen zu schwerer Dermatitis und Erblindung bzw. zur Elephantiasis führen– eine Krankheit, bei der sich vor allem die Beine extrem vergrößern. Bei Hunden kann ein ähnlicher Parasit die lebensbedrohliche Hundeherzwurm-Krankheit auslösen. Mit dem Naturstoff Corallopyronin A haben Prof. Achim Hörauf und sein Team am Universitätsklinikum Bonn (UKB) bereits 2009 einen Wirkstoff gefunden, der die langlebigen Würmer abtötet und so die verheerenden Folgen aufhalten bzw. heilen kann.

Kooperationsprojekt vereint Fachexpertisen

In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) und dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) optimieren die Wissenschaftler*innen den Produktionsprozess des Naturstoffes und entwickeln die Substanz in Richtung Zulassung als Antibiotikum weiter. Das Projekt hat mittlerweile rund 7,5 Millionen Euro öffentliche Fördergelder eingeworben. Derzeit laufen präklinische Versuche und die Vorbereitungen für den Produktionsprozess für ein qualitativ hochwertiges Corallopyronin A nach Arzneimittelstandard (GMP). Eine Herstellerfirma, die das Antibiotikum in großem Maßstab auch für klinische Prüfungen produzieren kann, wird derzeit gesucht. Die PROvendis GmbH unterstützt die Wissenschaftler*innen seit Projektbeginn bei der Patentierung und dem Abschluss von Verträgen mit Forschungspartnern und Unternehmen.

Im Interview mit PROvendis spricht Prof. Achim Hörauf, Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) des Universitätsklinikums Bonn, über die Meilensteine des Projekts und die Bedeutung von Schutzrechten im Prozess der Wirkstoffentwicklung. 

Herr Prof. Hörauf, Sie sind führender Experte für vernachlässigte Tropenkrankheiten, insbesondere solche, die durch parasitäre Würmer ausgelöst werden. Wie ordnen Sie die Bedeutung eines neuen Antibiotikums in diesem Bereich ein? 

Prof. Hörauf: Der Einsatz von Antibiotika gegen die vernachlässigten Tropenkrankheiten ist ein Paradigmenwandel, da bisherige Medikamente die in Massenbehandlungen (MDAs) eingesetzt werden, die adulten Filarien nicht abtöten können. Die neuen Antibiotika sollen nun eine Therapiezeitdauer von 2 Wochen oder weniger ermöglichen, wodurch die Gabe an die Bevölkerung stark vereinfacht wird.

Welche Bedeutung hat die schutzrechtliche Sicherung von Forschungsergebnissen im Prozess der Wirkstoffentwicklung? 

Prof. Hörauf: Nachdem wir die ersten Male Corallopyronin A erfolgreich in vivo gegen Würmer eingesetzt haben, wurde uns schnell klar, dass wir hier einen tollen Naturstoff haben, den wir für diese Indikation patentieren wollen. Der IP-Schutz ist dabei essenziell für die Gewinnung von Partnern aus der pharmazeutischen Industrie, die entscheidend für den späteren Vertrieb sind.

PROvendis hat mittlerweile über 30 Verträge im Projekt mitbegleitet. Welche verschiedenen Verträge spielen in einem Projekt mit so vielen Kooperationspartnern eine Rolle? 

Prof. Hörauf: PROvendis hat uns neben der Sicherung der IP-Rechte bzw. Klarstellung der Sublizenzierung bei den verschiedenen Partnern auch hinsichtlich Geheimhaltungsverträgen und Verträgen zum Materialtransfer beratend unterstützt. Da PROvendis über viele Mitarbeiter mit verschiedenen  Expertisen verfügt, fühlen wir uns hinsichtlich der IP-Rechte sowohl fachlich (Biologie, IT) als auch juristisch sehr gut vertreten. Die Rechtsabteilung des UKB arbeitet z.B. eng mit den Juristen von PROvendis zusammen, wenn es um die Abstimmung der verschiedenen Verträge geht. Das ist für uns als Wissenschaftler toll, direkt ein doppeltes Team im Hintergrund zu haben.

Was ist beim Austausch mit Unternehmen zu beachten, die Interesse haben, die Erfindung zu nutzen bzw. eine Lizenz zu nehmen?

Prof. Hörauf: Vor detaillierten Gesprächen wird immer zuerst eine Geheimhaltungsvereinbarung (CDA) geschlossen, ähnlich wie bei wissenschaftlichen Kollaborationen. Zusätzlich informieren wir uns in welchem Feld die Firma tätig ist und bereiten uns auf mögliche Fragen zu Marktanteilen oder Verwendungsgebieten vor.

Sie sind jetzt in der Endphase der präklinischen Testung von Corallopyronin A. Was sind die nächsten Schritte?

Prof. Hörauf: Die wichtigsten Schritte im nächsten Jahr sind die sogenannte GLP Toxikologie und Sicherheitspharmakologie. Dazu müssen wir in diesem Jahr noch den „Dose range“ und „Max tolerated dose“ in der zweiten Spezies, einem Nicht-Nagetier (Hund) bestimmen, wie von der regulatorischen Behörde vorgeschrieben. Von großer Bedeutung für das Projekt ist weiterhin der Transfer zu einem GMP-zertifizierten Lohnhersteller, der das für diese Studien notwendige Material unter GMP-Bedingungen (Good Manufacturing Practice) im großen Maßstab herstellen kann. Im Anschluss daran werden wir den Antrag für die klinische Prüfung stellen. Ein weiterer Schritt, um Corallopyronin A für die Verwendung im Menschen zulassen zu können.

Im Rückblick auf die Zeit seit der Patentanmeldung 2011 – vor nun mehr als 10 Jahren: Welche neuen Erkenntnisse und Erfahrungen haben Sie gewonnen, mit denen Sie zuvor als Wissenschaftler nicht vertraut waren oder die Ihnen unbekannt waren?

Prof. Hörauf: Seit der Patentanmeldung ist uns schnell bewusst geworden, wieviel IP wert sein kann. Ein Projekt in dieser Größenordnung kann nur im Verbund erfolgreich sein. Durch die Kooperation innerhalb des DZIF mit den Wissenschaftlern vom HZI, ist uns ein solcher Verbund gelungen. Wir vereinen die Fachexpertisen für die Produktion (Erzeugung eines heterologen Produzentenstammes, Fermentation und Verfahrenstechnik, HZI), die Entwicklung einer Formulierung (Erhöhung der Bioverfügbarkeit und Stabilität, Pharmazeutische Technologie, Universität Bonn) und die Effizienz im Tiermodell (UKB). Der Verwaltungsapparat des UKB musste sich mit EU-weiten Verfahren für größeren Ausschreibungen auseinandersetzen, wozu zusätzlich Expertise einer Fachkanzlei eingeholt wurde. Generell muss man, wenn man eine Substanz erfolgreich auf den Markt zu bringen möchte, viel externe Fachexpertise einkaufen (z. B. Toxikologe und sachkundige Person), was man frühzeitig in der Budgetplanung berücksichtigen sollte.

Meilensteine und Ausblick

2015    Erteilung erstes US-Patent, Universität Bonn
2017    Erteilung zweites US-Patent, Universität Bonn
2017    Erteilung Europäisches Patent, Universität Bonn
2017    Beginn präklinischer Versuche 
2018    Erteilung EU-Patent zur heterologen Produktion von Corallopyronin A, HZI
2020    Hochskalierung des Produktionsprozesses, 300 L Maßstab
2020    Anmeldung Formulierungspatent, Universität Bonn
2021    Erste in vivo toxikologischen Versuche in Ratten
2022    Hochskalierung des Produktionsprozesses in industriellen Maßstab, 15.000L
2023    Fertigstellung der präklinischen Entwicklungsphase
2024    Beginn klinische Phase I

Weitere Informationen 

zum Technologieangebot CorA as anthelmintic (Human filariasis)

Website des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) am Universitätsklinikum Bonn

Website der Arbeitsgruppe vernachlässigte Tropenkrankheiten am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF)

Website des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI)

Website des Kumasi Centre for Collaborative Research (KCCR)

Website der Drugs for Neglected Diseases initiative (DNDi)

 

Das Bild zeigt einen Mann mittleren Alters in einem hellen, professionellen Umfeld, vermutlich einem Krankenhaus oder einer medizinischen Einrichtung. Er trägt einen weißen Arztkittel über einem dunklen Oberteil und lächelt freundlich in die Kamera. Der Hintergrund ist leicht unscharf, zeigt aber deutliche Hinweise auf eine Klinik oder ein Labor, mit Glastüren, Beschilderung und typischer Innenarchitektur. Das Licht ist hell und gleichmäßig.
Prof. Dr. Achim Hörauf, Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) am Universitätsklinikum Bonn © Uni Bonn / Volker Lannert
Interview mit Prof. Dr. Achim Hörauf zu Forschung, IP-Schutz und Ausblick zur weiteren Entwicklung des Antibiotikums
Das Bild zeigt die Beine mehrerer Personen, die nebeneinander auf einer Bank sitzen. Die Aufnahme konzentriert sich ausschließlich auf den unteren Körperbereich von den Oberschenkeln abwärts, wobei die Beine in ihrer vollen Länge bis zu den Füßen sichtbar sind. Auffällig ist, dass einige der Personen deutlich geschwollene Beine und Füße haben. Die Personen tragen farbenfrohe Kleidung und einfache Sandalen.
Verschiedene Stadien eines Lymphödems bei Patienten mit lymphatischer Filariose. © Jubin Osei‐Mensah, KCCR‐Ghana
Das Bild zeigt eine medizinische Untersuchungsszene, in der ein Oberkörper eines jungen Mannes zu sehen ist. Eine andere Person mit medizinischen Handschuhen tastet die Brust und den seitlichen Rippenbereich des Patienten ab. Der Hintergrund besteht aus einem orangefarbenen Vorhang oder einer Wand.
Identifizierung eines Knoten mit adulten Würmern bei einem Patienten mit Onchozerkose in Ghana. Die Wurmknoten sind unter der Haut tastbar. © Jubin Osei‐Mensah, KCCR‐Ghana
Das Bild zeigt ein menschliches Bein mit deutlichen Hautveränderungen, die sich über die gesamte sichtbare Fläche erstrecken. Die betroffene Haut erscheint stark verhärtet, verdickt und weist eine unregelmäßige, schuppige Struktur auf. Zudem sind rötlich-braune Verfärbungen und entzündliche Stellen erkennbar.
Schwere Dermatitis (Hautentzündung) in Folge einer Onchozerkose Infektion. Bei der Flußblindheit sitzen Millionen von Wurmlarven in der Haut, was bei den Erkrankten zu mehr oder weniger ausgeprägter Dermatitis führt, die lebensverkürzend ist. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt zwei Männer in einem kleinen Laborraum, die an Mikroskopen arbeiten. Beide tragen Alltagskleidung. Der Mann im Vordergrund blickt konzentriert durch ein modernes Lichtmikroskop und arbeitet mit einem Objektträger. Der zweite Mann im Hintergrund benutzt ebenfalls ein Mikroskop. Auf dem Tisch befinden sich weitere Laborutensilien wie Reagenzgläser, Handschuhe, ein Notizblock und ein Computer.
Untersuchung und Dokumentation der Gewebeproben. Auch in die kleinen Krankenhäuser auf dem Land, in der Nähe der Infektionsgebiete für die Flußblindheit, wird die nötige Laboraussstattung transportiert. © Jubin Osei‐Mensah, KCCR‐Ghana
Das Bild zeigt eine mikroskopische Aufnahme. Auf einem hellen, leicht strukturierten Hintergrund sind zahlreiche kleine, blau eingefärbte Partikel zu sehen, die über das gesamte Sichtfeld verteilt sind. Im Zentrum ist eine längliche, fadenartige Struktur, die sich geschwungen durch das Bild zieht.
Wuchereria bancrofti in einem Blutausstrich. © Caroline Wauschkuhn, IMMIP‐ Bonn
Das Bild zeigt eine medizinische Behandlungsszene in einem klinischen Umfeld, während eines chirurgischen Eingriffs. Zwei medizinische Fachkräfte tragen OP-Kleidung, einschließlich Mundschutz, Haube, Handschuhen und Kittel. Die Person auf der rechten Seite führt aktiv eine Operation durch, wobei sie mit chirurgischem Instrumentarium an einer offenen Wunde arbeitet. Die zweite Person assistiert und hält ein steriles Behältnis oder Tuch mit medizinischem Material oder möglicherweise entnommenem Gewebe bereit. Der Raum ist funktional ausgestattet, im Hintergrund sind medizinische Vorräte wie Boxen, Verbandsmaterial und Instrumente gestapelt.
Nach erfolgter Therapie werden den Patienten die Wurmknoten herausoperiert. Die Knoten sitzen im Unterhautfettgewebe und enthalten ausgewachsene Würmer, die bis zu 70 cm lang sind. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt eine medizinische Fachkraft in grüner OP-Kleidung, einschließlich Haube, Mundschutz und Handschuhen, die an einem Tisch mit verschiedenen Instrumenten und Materialien arbeitet. Auf dem Tisch befinden sich sterile Verpackungen, medizinisches Verbrauchsmaterial wie Verbände, Pinzetten, Desinfektionsmittel und weitere Werkzeuge.
Präparation der isolierten Knoten für die histologische Analyse. Dabei wird die Wirksamkeit von Medikamenten nachgewiesen, die gegen die erwachsenen Würmer gerichtet sind. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt einen medizinischen Präparateschnitt eines menschlichen Gewebes. Die Probe liegt auf einem roten Hintergrund und ist deutlich quer aufgeschnitten, sodass unterschiedliche Gewebestrukturen sichtbar werden. Der obere Bereich ist gelblich-orange verfärbt und weist eine feste, unregelmäßige Konsistenz auf. Der untere Teil erscheint heller mit rot gefärbten Arealen. Am unteren Rand ist eine Zahlenmarkierung zu sehen.
Isolierter und aufgeschnittener Wurmknoten mit Onchocerca Würmern. Die Würmer sind mit bloßem Auge zu erkennen. Lebende Würmer bewegen sich schlängelnd. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt eine runde Petrischale, die auf einem roten Hintergrund platziert ist. In der Schale befinden sich zahlreiche kleine, unregelmäßig geformte, weißlich-transparente Gewebestücke.
Einzelne Onchocerca Würmer aus einem Wurmknoten. Pro Knoten können bis zu mehreren Dutzend erwachsener Würmer enthalten sein, die man aus dem Gewebsverband durch enzymatischen Verdau des umliegenden (menschlichen) Gewebes vereinzeln kann. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt zwei technische Geräte, die vermutlich in einem medizinischen oder laborbezogenen Kontext verwendet werden. Links steht ein hochformatiger, rechteckiger Apparat mit Lüftungsgittern und einer gelben Warnbeschriftung. Rechts daneben befindet sich ein großes, zylindrisches Gefäß mit dickem Isoliermantel und mehreren Anschlüssen auf dem Deckel. Beide Geräte stehen im Freien auf einer betonierten Fläche, im Hintergrund ist eine grüne, parkähnliche Umgebung mit Bäumen und Gebäuden zu erkennen.
Transportierbarer Flüssigstickstoff‐Generator mit angeschlossenem Tank. Da man abseits der universitären Zentren keine Tiefkühl‐Kapazität über ‐20° hat, kommt dem Probentransport in Flüssigstickstoff große Bedeutung zu. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt den Innenraum eines Labors oder einer medizinischen Einrichtung, in dem mehrere große Kühl- oder Gefrierschränke nebeneinander aufgereiht stehen. Die Geräte sind modern und funktional gestaltet, teilweise mit digitalen Displays, Lüftungsgittern und zahlreichen angebrachten Zetteln oder Aushängen. Der Raum ist hell und gleichmäßig beleuchtet.
Das Projektlabor in Kumasi, das Kumasi Center of Collaborative Research (KCCR, finanziert vom Land Hamburg und der KNUST) besitzt eine
moderne Biobank, in der 100.000e Proben gelagert werden können. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn
Das Bild zeigt den Innenraum eines modernen Labors mit mehreren Arbeitsplätzen, an denen zwei Personen in Schutzkleidung und mit Gesichtsmasken konzentriert arbeiten. Sie sitzen an einer langen Labortheke, die mit verschiedenen Geräten und Materialien ausgestattet ist, darunter Reagenzgefäße, Pipetten und Halterungen. Die Personen nutzen Mikroskope oder ähnliche Analysegeräte zu verwenden. Der Raum ist hell und sauber, mit weißen Wänden, deckenhohen Schränken und einem großen Fenster, das Tageslicht hereinlässt und einen Blick auf eine baumbestandene Umgebung bietet. Im Hintergrund sind typische Laborausstattungen wie Zentrifugen, Kühlschränke und Sicherheitsbehälter zu sehen.
Labor am KCCR, Ghana, in dem die Bioproben untersucht werden. Das KCCR besitzt eine moderne Laborausstattung mit Labors bis zum Sicherheitslevel S3 für pathogene Erreger. © Achim Hörauf, IMMIP‐Bonn