Wissenschaftler entwickeln menschliche Antikörper, die das Toxin der Schwarzen Witwe neutralisieren können

Es gibt verschiedene Arten von Witwenspinnen, darunter schwarze, rote und braune Varianten in Nord- und Südamerika, die australische Rotrückenspinnen und mehrere Arten von Knopfspinnen in Südafrika. In Europa ist die Schwarze Witwe (Latrodectus tredecimguttatus) im Mittelmeerraum beheimatet. Aufgrund des Klimawandels hat sich ihr Verbreitungsgebiet jedoch in letzter Zeit erweitert.

Bisse der Schwarzen Witwe können Latrodektismus auslösen, eine Erkrankung, bei der das Gift der Spinne, ein Neurotoxin namens Alpha-Latrotoxin, das Nervensystem angreift und Symptome wie starke Schmerzen, Bluthochdruck, Kopfschmerzen und Übelkeit verursacht. Bisse der Schwarzen Witwe können mit Antikörpern aus Pferden behandelt werden. Um die Sicherheit der Behandlung für Patienten zu verbessern, haben Forscher in Deutschland beschlossen, vollständig humane Antikörper zu entwickeln.

„Erstmals präsentieren wir menschliche Antikörper, die in einem zellbasierten Test eine Neutralisierung des Giftes der Schwarzen Witwe zeigen“, sagte Professor Michael Hust, Biologe an der Technischen Universität Braunschweig und Hauptautor der im Fachjournal Frontiers in Immunology veröffentlichten Studie. „Dies ist ein erster Schritt, um das Pferdeserum zu ersetzen, das noch immer zur Behandlung schwerer Symptome nach einem Biss der Schwarzen Witwe eingesetzt wird.“

Eichhörnchen fangen

Viele Patienten, die von Schwarzen Witwen gebissen wurden, werden überhaupt nicht behandelt, da das Gegengift aus Pferdeproteinen hergestellt wird, die dem menschlichen Körper fremd sind und unerwünschte Nebenwirkungen verursachen können. Dazu gehören Serumkrankheit, eine Reaktion auf Proteine im Antiserum nicht-menschlicher Herkunft und eine schwere allergische Reaktion. Das verfügbare Gegengift ist zudem eine nicht näher bezeichnete Mischung von Antikörpern, die von Charge zu Charge variiert. Trotz dieser Mängel ist dieses Gegengift die wirksamste verfügbare Behandlungsoption.

„Wir wollten das Pferdeserum durch rekombinante menschliche Antikörper ersetzen, um ein besseres Produkt für die Patienten zu erhalten und den Einsatz von Pferden zur Serumherstellung zu vermeiden“, sagte Hoost. Dazu nutzten die Wissenschaftler eine In-vitro-Technik namens Antikörper-Phagen-Display.

„Dieser Ansatz nutzt extrem unterschiedliche Genpools, die mehr als 10 Milliarden verschiedene Antikörper enthalten. Aus dieser großen Vielfalt an Antikörpern kann die Phagendisplay-Technik Antikörper auswählen, die an das gewünschte Ziel, in diesem Fall das Toxin, binden können“, erklärte Hoost.

Die so hergestellten Antikörper können immer wieder mit gleicher Qualität reproduziert werden, da die DNA-Sequenz des menschlichen Antikörpers bekannt ist. Sie tragen zudem zum Tierschutz bei, da Pferde zur Herstellung von Antitoxinen gegen Schwarze Witwen nicht immunisiert und zur Ader gelassen werden müssen.

Antikörperoptimierung

Khusts Team entwickelte Antikörperkandidaten, die zur Entwicklung therapeutischer Antikörper eingesetzt werden könnten. Insgesamt 45 der 75 generierten Antikörper zeigten in vitro eine Neutralisierung von Alpha-Latrotoxin. Ein Antikörper namens MRU44-4-A1 zeigte eine außergewöhnlich hohe Neutralisierung.

Überraschend für die Forscher war, dass nur zwei der Antikörper gegen das Gift anderer Witwenarten wirksam waren. „Um potenzielle Behandlungen für alle Latrotoxine, nicht nur für das Gift der Europäischen Schwarzen Witwe, zu entwickeln, benötigen wir weitere verbesserte kreuzreaktive Antikörper“, betonte Hoost. Die Forscher wiesen außerdem darauf hin, dass vor Beginn klinischer Studien weitere präklinische Schritte erforderlich seien, um die Wirksamkeit der Antikörper zu bewerten.

„In einem anderen Projekt haben wir gezeigt, dass wir menschliche Antikörper zur Behandlung von Diphtherie entwickeln konnten, die in In-vivo-Studien wirksam waren. Wir beabsichtigen, dieselben Schritte für Antikörper gegen das Gift der Schwarzen Witwe zu unternehmen. Dies ist besonders wichtig, da mit der Invasion von Spinnen in neue Lebensräume die Häufigkeit von Latrodektismus und der Bedarf an therapeutischen Alternativen in den kommenden Jahren zunehmen könnten“, so Hoost abschließend.