Publikation des Monats: Ein Nanokörper gegen Herpes (AG Prof. Grünewald)

26. September 2025

Foto: Benjamin Vollmer / Centre for Structural Systems Biology, Carmen Rotte / Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences

Links: Die Forscher analysierten HSV-1-Partikel mithilfe der Kryo-Elektronentomographie. Die Virusmembran ist mit Proteinen wie Glykoprotein B übersät, die für die Infektion der Wirtszelle entscheidend sind. Rechts: Das Alpaka Max lieferte die Antikörper, die im Labor zu Nanokörpern reduziert wurden. Die Belastung für das Tier war sehr gering und vergleichbar mit einer Impfung und einer Blutuntersuchung beim Menschen.

Herpesviren infizieren jährlich über 40 Millionen Menschen und stellen ein ernstes Risiko für Neugeborene und Menschen mit geschwächtem Immunsystem dar. Forschende aus Hamburg und Göttingen haben nun einen Mini-Antikörper (Nanobody) entwickelt, der das Glycoprotein B (gB) neutralisiert, ein Schlüsselprotein für Herpesinfektionen. Die jetzt in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Erkenntnisse eröffnen mittelfristig neue Möglichkeiten, um schwere Herpesinfektionen zu behandeln und ihnen vorzubeugen.

Es kommt, um zu bleiben: Einmal infiziert, verbleibt das Herpesvirus ein Leben lang im Körper, wo es in Nervenzellen schlummert und bei geschwächtem oder gestresstem Immunsystem wieder aktiv wird. Rund 60 Prozent aller Menschen sind Träger des Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1), das typischerweise Lippenherpes verursacht, während fast 20 Prozent an Genitalherpes leiden, der in der Regel durch HSV-2 verursacht wird. Was für ansonsten gesunde Betroffene vor allem schmerzhaft und unangenehm ist, kann für Menschen mit Vorerkrankungen drastische, teils tödliche, Folgen haben. Schwere Verläufe betreffen das zentrale Nervensystem. Besonders gefährdet sind Neugeborene: Liegt bei der Mutter eine aktive Herpesinfektion vor, kann sich das Kind während der Geburt leicht anstecken. Dieser sogenannte neonatale Herpes geht oft mit bleibenden neurologischen Schäden einher und kann für das Kind sogar tödlich enden. Derzeit verfügbare Medikamente zielen nur auf aktive Infektionen ab und können nicht prophylaktisch oder bei einer latenten, nicht aktiven Infektion eingesetzt werden.

Um eine Zelle zu infizieren, heftet sich das Herpesvirus zunächst an die Wirtszellmembran, und verschmilzt dann seine eigene Membran mit der des Wirts, um sein genetisches Material freizusetzen und sich zu vermehren. Diese Verschmelzung wird durch das Glycoprotein B (gB) gesteuert, dass seine Form verändert, um diesen Prozess zu ermöglichen. Es ist „energiegeladen“ und nutzt diese Energie, um die Virushülle mit der Zellmembran zu verschmelzen. Forschende der Universität Hamburg (UHH), des Leibniz-Instituts für Virologie (LIV) und des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) am Centre for Structural Systems Biology (CSSB) in Hamburg sowie des Max-Planck-Instituts (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen haben den gB-Komplex in seiner bisher nicht zugänglichen, fusionsbereiten Form stabilisiert und mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) strukturell aufgeklärt. Das Göttinger Team isolierte einen Mini-Antikörper, einen sogenannten Nanobody, aus einem Alpaka, das mit dem gB-Protein immunisiert worden war. Aus rund einer Milliarde verschiedener Nanokörper wurden die gB-spezifischen isoliert und auf ihre antivirale Aktivität getestet, um einen zu finden, der das Potenzial hat, HSV-1 und HSV-2 zu neutralisieren. Der Nanobody bindet die fusionsbereite Form von gB und verhindert, dass es die Bewegungen ausführen und die Energie freisetzen kann, die für die Fusion erforderlich ist. In Hamburg gelang es dem Team, die 3D-Struktur von gB in Verbindung mit dem Nanobody aufzuklären. Diese Struktur, die mithilfe fortschrittlicher, computergestützter Werkzeuge für die Modellierung und Validierung erstellt wurde, lieferte Einblicke in kritische Positionen in gB und entschlüsselte so den Neutralisierungsmechanismus.

Die Ergebnisse der Teams versprechen einen neuen Ansatz für die Behandlung und Prävention von Herpesinfektionen. Der gefundene Nanobody könnte sowohl bestehende Behandlungen ergänzen als auch Personen, die aufgrund eines schwachen Immunsystems besonders gefährdet sind, Schutz bieten. Dazu zählen beispielsweise Neugeborene, HIV-Infizierte und Menschen mit Krebs, Autoimmunerkrankungen oder einer bevorstehenden Organtransplantation. Ein Patentantrag, um die Nanobodies für die klinische Anwendung weiterzuentwickeln und Partner aus der Industrie zu gewinnen, ist bereits gestellt.

Original-Publikation:
Vollmer B, Ebel H, Rees R, Nentwig J, Mulvaney T,  Schünemann J, Krull J, Topf M, Görlich D, Grünewald K (2025) A nanobody specific to prefusion glycoprotein B neutralises HSV-1 and -2.

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09438-5

Weitere ausführlichere Pressemitteilungen:
https://www.cssb-hamburg.de/news_amp_events/articles/2025/a_nanobody_against_herpes/index_eng.html
https://www.leibniz-liv.de/en/news/news-and-press/a-nanobody-against-herpes
https://www.mpinat.mpg.de/5095326/pr_2515