Biologika Therapie unter Covid-19: Aus der Sicht der Immunologie - infektiologie.co.at

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Biologika Therapie unter Covid-19: Aus der Sicht der Immunologie - infektiologie.co.at
Biologika Therapie unter Covid-19:
Aus der Sicht der Immunologie

Prof. Dr. Winfried F. PICKL
Medizinische Universität Wien
Zentrum für Pathophysiologie, Infektiologie und Immunologie
Institut für Immunologie
Abteilung für Zelluläre Immunologie und Immunhämatologie
www.immunologie.meduniwien.ac.at

              Giftiger Live-Stream, AdvantEDGE IT, 8. April 2020; 17:00-17:30; 1020, Lassallestrasse 7a, Unit 3, Top 9

                                                                                                     Winfried F Pickl
                                                                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie   1
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Biologika & Covid-19: Immunologie
• Struktur und Übertragung von Coronaviridae (SARS-CoV-2)

• Infektionszyklus und Immunantwort gegen Coronaviridae
  (SARS-CoV-2)

• Wie sich Coronaviridae der Immunantwort entziehen

• Biologika: Begriffsbestimmung und "block-buster"-Drugs

• Biologika: mögliche Problemfelder u. "COVID-Wunderwaffen"

                                           Winfried F Pickl
                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie   2
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Biologika & Covid-19: Immunologie
• Struktur und Übertragung von Coronaviridae (SARS-CoV-2)

• Infektionszyklus und Immunantwort gegen Coronaviridae
  (SARS-CoV-2)

• Wie sich Coronaviridae der Immunantwort entziehen

• Biologika: Begriffsbestimmung und "block-buster"-Drugs

• Biologika: mögliche Problemfelder u. "COVID-Wunderwaffen"

                                           Winfried F Pickl
                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie   3
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Struktur Coronaviridae (SARS-CoV-2)
Genom:                                                     Viruspartikel:

• Spike (S): Bindung an (ACE2) und Fusion mit Wirtszelle
• Envelope (E): "Virus-Baumeister" induziert Sprossung
• Matrix/Membran-GP (M): "Kleber" zwischen Lipid-
  hülle und Virus-Genom, bestimmt Ort der
  Virus-Sprossung (Golgi-Apparat)
• Nukleokapsid (N): Bindet virale genomische (+)RNA
  und schleust sie in sprossende Virus-Partikel ein.

                                                                 Perlman S. et al., Nat Rev Immunol, 5:917-927, 2005

                                                           Winfried F Pickl
                                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie                4
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Drei neue letale Coronavirus-Erkrankungen
in diesem Jahrhundert
(zoonotische Ausbrüche)
• SARS-CoV-1:
  November 2002, Foshan, China
     (8.096 Fälle; 774 Todesfälle; Mortalität 9,6%)

• MERS-CoV:
  April 2012, Jordanien
     (1.728 Fälle; 624 Todesfälle; Mortalität 36,1%)

• SARS-CoV-2:
  November 2019, Wuhan, China
     (1,159.515 Fälle; 62.376 Todesfälle; Mortalität 5,4%)*

                                                          Alissa Eckert, MS, Dan Higgins, MAM: ID#: 23312. In: Centers for Disease Control and Prevention (Hrsg.):
*) 4. April 2020                                          Public Health Image Library (PHIL). 2020, abgerufen am 3. April 2020

                                                                                                      Winfried F Pickl
                                                                                                      Biologika & Covid-19: Die Immunologie                  5
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Weitere humanpathogene Coronaviren
• HCoV-229E (AG I): (1
  Winter 1962, Chicago                                        35% aller
    ("Schnupfen-Virus")
                                                              "Schnupfen"-
• HCoV-OC43 (AG II):                         (2

  1969, Bethesda                                              Erkrankungen
    ("Schnupfen-Virus")

• HCoV-NL63 (AG I):
  1988, Niederlande
                                                                 (3,4
    (tiefe respiratorische Infekte, selten letal)

• HCoV-HKU1 (AG II):
  Jänner 2004, Hongkong
                                                                 (5
    (tiefe respiratorische Infekte, selten letal)

1) Hamre D et al., Proc Soc Exp biol Med, 121:190-193, 1966
2) McIntosh K et al., J Immunol, 102: 1109-1118
3) Fouchier RAM et al., PNAS, 101:6212-16, 2004
4) van der Hoek L et al., Nat Med, 10:368-373                            Alissa Eckert, MS, Dan Higgins, MAM: ID#: 23312. In: Centers for Disease Control and Prevention (Hrsg.):
5) Woo PC et al., J Virol, 79:884-895, 2005                                                                Public Health Image Library (PHIL). 2020, abgerufen am 3. April 2020

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                                                                                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie                  6
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Übertragung von Coronaviren (Zoonose)
           Pangolins

                                        De Wit, E. et al., Nat Rev Microbiol, 14: 523-534, 2016

                              Winfried F Pickl
                              Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       7
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Übertragung von Coronaviren: Die Lehren aus
SARS-CoV und MERS-CoV
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  44-100% der Übertragungen im
  Krankenhaus-/Pflege-Setting
1) Chowell G. et al., BMC Medicine, 13: 210, 2015   modifiziert nach De Wit, E. et al., Nat Rev Microbiol, 14: 523-534, 2016

                                                         Winfried F Pickl
                                                         Biologika & Covid-19: Die Immunologie                          8
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Kontagiosität und Letalität von SARS-CoV-2

R0 = Basisreproduktionszahl bzw. Grundvermehrungsrate:
Gibt an, wie viele Menschen eine bereits infizierte Person im
Durchschnitt infiziert, wenn Bevölkerung nicht geimpft bzw.
nicht anderweitig seuchenhygienisch geschützt wird.
                                                                D. Thomas-Rüddel et al., Anaesthesist, 2020, https://doi.org/10.1007/s00101-020-00760-3

                                                                                       Winfried F Pickl
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Übertragung von SARS-CoV-2
          Asymptomatische Träger

1) Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), 2020
2) Bi Q. et al., medRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.03.03.20028423
3) Spellberg B. et al. JAMA, 2020, doi:10.1001/jama.2020.4958
4) Li R. et al., Science, 2020, doi: 10.1126/science.abb3221                                     Bai Y. et al., JAMA, 2020. doi:10.1001/jama.2020.2565

                                                                                        Winfried F Pickl
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Übertragung von SARS-CoV-2
          Asymptomatische Träger

                             •    Primary attack-Rate in Familien (Haushalten):                 78-85% (1
                             •    Secondary attack-Rate in Familien (Haushalten):                  15% (2
                             •    Sentinel Proben (Influenza-RSV) Positivität für SARS-CoV-2:
                                  (SARS-CoV-2 Los Angeles 12.-13. u. 15.-16. März 2020)             5% (7/131) (3
                             •    Nicht-dokumentierte Infekte (vor 23. Jänner 2020 in China)
                                            - Übertragungsrate (pro Person):                       55%   (4

                                            - verantwortlich für dokumentierte Fälle:              79%
1) Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), 2020
2) Bi Q. et al., medRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.03.03.20028423
3) Spellberg B. et al. JAMA, 2020, doi:10.1001/jama.2020.4958
4) Li R. et al., Science, 2020, doi: 10.1126/science.abb3221                                                   Bai Y. et al., JAMA, 2020. doi:10.1001/jama.2020.2565

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                                                                                                      Biologika & Covid-19: Die Immunologie                    11
Biologika & Covid-19: Immunologie
• Struktur und Übertragung von Coronaviridae (SARS-CoV-2)

• Infektionszyklus und Immunantwort gegen Coronaviridae
  (SARS-CoV-2)

• Wie sich Coronaviridae der Immunantwort entziehen

• Biologika: Begriffsbestimmung und "block-buster"-Drugs

• Biologika: mögliche Problemfelder u. "COVID-Wunderwaffen"

                                           Winfried F Pickl
                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie   12
Infektion und Vermehrung von SARS-CoV-2
• SARS-CoV-2 Spike Protein bindet
  an Angiotensin Converting
  Enzyme 2 (ACE2)(1,2
• ACE2 Expression:(3 Epithelzellen
  Respirations- und GI-Trakt;
  distale Nierentubuli; Endo-
  thelzellen; Herzmuskelzellen
  etc.
• Alternative Rezeptoren (CD147)?

1) Li W. et al., Nature, 426:450-454, 2003
2) Ou X. et al., Nat Commun, doi: 10.1038/s41467-020-15562-9, 2020
3) Gu J. et al. J Exp Med, 202:415-424, 2005                                   De Wit, E. et al., Nat Rev Microbiol, 14: 523-534, 2016

                                                                     Winfried F Pickl
                                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      13
Kardinalsymptome der COVID-19 Erkrankung

                        D. Thomas-Rüddel et al., Anaesthesist, 2020, https://doi.org/10.1007/s00101-020-00760-3

                                               Winfried F Pickl
                                               Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      14
Kardinalsymptome der COVID-19 Erkrankung

                                                                         Endogene
                                                                         Pyrogene:
                                                                         IL-1, IL-6,
                                                                         TNFa, IFNs

                        D. Thomas-Rüddel et al., Anaesthesist, 2020, https://doi.org/10.1007/s00101-020-00760-3

                                               Winfried F Pickl
                                               Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      15
Kardinalsymptome der COVID-19 Erkrankung

                                                                         Pyrogene
   Wie wehrt unser Immunsystem eine                                      Zytokine:
                                                                         IL-1, IL-6,
       Coronavirus Infektion ab?                                         TNFa, IFNs

                        D. Thomas-Rüddel et al., Anaesthesist, 2020, https://doi.org/10.1007/s00101-020-00760-3

                                               Winfried F Pickl
                                               Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      16
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Angeborene Mechanismen
SARS-Cov-2 Infektion führt zu Produktion von: IFN-alpha, IFN-gamma, TNF alpha, IL-1beta, IL-6,
IL-8, CXCL10, CCL2, GM-CSF, etc.

•   IFN-alpha/gamma: "anti-viraler Status" in infizierten Zellen und in nicht-infizierten
    Nachbarzellen, erhöhen HLA-CI und HLA-CII Expression, aktivierten Immun-Proteasom.
•   Interleukin-1b (aus Monozyten/Makrophagen): Induziert Fieber und IL-6 Produktion,
    macht Neutro- und Thrombophilie.
•   Interleukin-6: Differenziert B Zellen zu Plasmazellen, aktiviert und differenziert zytotoxische
    T Zellen, steigert Hämatopoiese, bahnt Oxidative-Burst in Monozyten und Granulozyten
•   Interleukin-8: aktiviert und lockt neutrophile Granulozyten an, wirkt auf voraktivierte
    Eosinophile und Basophile (z.B., Histamin und LTC4 Freisetzung)
•   CXCL10: Lockt Th1 Zellen, Eosinophile, Monozyten, und NK Zellen an (alle CXCR3+)
•   CCL2: lockt Monozyten, NK Zellen, Lymphozyten, und Basophile an. Polarisiert zu Th2 CD4+
    T Zellen und rekrutiert Monozyten.

                                                                        Winfried F Pickl
                                                                        Biologika & Covid-19: Die Immunologie   17
Humorale Muster-Erkennungsrezeptoren
(hPRRs)                              viruses             bacteria                     fungi                   allergenic sources

                                                                                                                                              environmental triggers

Die Kollektine Surfactant
Protein-D (SP-D) und                 Pentraxins
                                  (PTX3, CRP, SAP)
                                                          Collectins
                                                       (MBL, SP-A, SP-D)
                                                                                       Ficolins
                                                                                (L-ficolin, H-ficolin)
                                                                                                              SAA
                                                                                                         (SAA1/2, SAA4)

Mannose-Bindendes-                                                                                                                            sPRRs in mucosal fluids

Lektin (MBL) scheinen
eine wichtige Rolle im                Complement C1q
                                                                    C2
                                                                                       C3b

Rahmen der CoV-Abwehr                                               C4
                                                                           C3                                                  interacting receptors:
                                                                                                             Integrins, C-type lectins, FcRs, scavenger receptors, TLRs

zu spielen: durch                                                                      C3a

Opsonisierung bzw.
Induktion von C3
                            AEC

Konvertase Aktivität.

                                                                                                          Smole U., et al., Eur J Immunol, 2020. doi: 10.1002/eji.201847811

                                                                                                           Winfried F Pickl
                                                                                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie                          18
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Angeborene Mechanismen
Kollektine (aus Lungenepithelzellen bzw. Serum): Surfactant Protein D und
Mannose-Bindendes-Lektin (MBL) binden direkt an SARS-CoV Spike
Protein, was zur Komplement-Aktivierung und Virus-Attenuierung führt (1-3

                                                                    1) Ip W.K.E., et al., J Infect Dis, 191:1697-1704, 2005
                                                                            2) Zhou Y., et al., J Virol, 84:8753.8764, 2010
                                                                3) Leth-Larsen R., et al., Immunobiol, 212:201-211, 2007

                                                         Winfried F Pickl
                                                         Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       19
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Adaptive T Zell Antworten

                     Nukleokapsid-Sequenz z.T. sehr konserviert
                                                       1) Zhao J., et al., Immunity, 44:1379-1391, 2016

                                       Winfried F Pickl
                                       Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      20
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
   Infektion abwehrt: Adaptive T Zell Antworten
Challenge:

 Vakzine:

                        Nukleokapsid-Sequenz z.T. sehr konserviert
                                                          1) Zhao J., et al., Immunity, 44:1379-1391, 2016

                                          Winfried F Pickl
                                          Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      21
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
       Infektion abwehrt: Adaptive T Zell Antworten
chal

                         Intranasale Vakzinierung mit einem
vac
                         konservierten Nukleokapsid-Peptid
                         induziert Kreuz-Immunität nach Challenge

                                                              1) Zhao J., et al., Immunity, 44:1379-1391, 2016

                                              Winfried F Pickl
                                              Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      22
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Adaptive T Zell Antworten

                  Intranasale Vakzinierung mit einem
                  Konservierten Nukleokapsid-Peptid
                  induziert Kreuz-Protektion nach Challenge

                                                        1) Zhao J., et al., Immunity, 44:1379-1391, 2016

                                        Winfried F Pickl
                                        Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      23
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Adaptive B Zell Antworten
   Titeranstieg:                         Höchster Titer erreicht:

Serokonversion (Antikörperproduktion) beginnt am 4. Tag nach Einsetzen der
Krankheitssymptome und erreicht ihr Maximum am 15. Krankheitstag (±5 Tage).
                                                             Hsueh P.R., et al., Clin Microbiol Infect, 10:1062-1066, 2004

                                                        Winfried F Pickl
                                                        Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       24
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Adaptive B Zell Antworten
    Patient mit Beatmung:                     Patient ohne Beatmung:

Nur ein Teil der induzierten Antiköper sind auch Virus-neutralisierend (NT).
Neutralisierende Antikörper sind über längere Zeit im Rekonvaleszenten-Serum vorhanden.
                                                                     Hsueh P.R., et al., Clin Microbiol Infect, 10:1062-1066, 2004

                                                                Winfried F Pickl
                                                                Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       25
Wie unser Immunsystem eine SARS-CoV
Infektion abwehrt: Adaptive B Zell Antworten
Warum funktioniert die SARS-CoV-2 Abwehr
        nicht in allen Individuen?

 Nur ein kleiner Teil der induzierten Antiköper sind auch neutralisierend!
                                                                Hsueh P.R., et al., Clin Microbiol Infect, 10:1062-1066, 2004

                                                           Winfried F Pickl
                                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       26
Biologika & Covid-19: Immunologie
• Struktur und Übertragung von Coronaviridae (SARS-CoV-2)

• Infektionszyklus und Immunantwort gegen Coronaviridae
  (SARS-CoV-2)

• Wie sich Coronaviridae der Immunantwort entziehen

• Biologika: Begriffsbestimmung und "block-buster"-Drugs

• Biologika: mögliche Problemfelder u. "COVID-Wunderwaffen"

                                           Winfried F Pickl
                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie
                                           27
Warum funktioniert die SARS-CoV-2 Abwehr
nicht bzw. kommt es zur Immunpathogenese?
• Überschiessende Produktion pro-inflammatorischer Wachstumsfaktoren (IL-1, IL-6)
  bzw. v. Chemokinen (Zykokin-Sturm): Anschoppung der Lunge mit neutrophilen
  Granulozyten und Makrophagen, welche toxische Substanzen freisetzen
  (O-, TNFalpha, etc.): Führt zu Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)

• Fataler Krankheitsverlauf wenn CXCL10-, CCL2- und Interferon-Spiegel hoch
  bleiben, jedoch keine neutralisierenden Antikörper gebildet werden

• Weitere Probleme durch Bystander-Aktivierung von T Zellen, Molekulare
  Mimikry, Epitope Spreading, Antikörper-abhängige Krankheitsverstärkung

                                                          Winfried F Pickl
                                                          Biologika & Covid-19: Die Immunologie   28
Wie sich CoV dem Immunsystem entziehen (1)

• Virus-induzierte Membran-Vesikel:
  Machen Virus-Doppelstrang RNA für das
  intrazelluläre Abwehrsystem unsichtbar

• Capping mit nsp14 und nsp10-16 Komplex:
  macht freie virale mRNA unsichtbar

• Dadurch keine Erkennung
  durch die intrazelluläre Mustererkennungs-
  Rezeptoren RIG-I, MDA5, MAVS, etc.

                                                         De Wit, E. et al., Nat Rev Microbiol, 14: 523-534, 2016

                                               Winfried F Pickl
                                               Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       29
Wie sich CoV dem Immunsystem entziehen (2)
• Nukleokapsid: Verhindert die Ausbildung
  von RNAi; Verhindert IFN Induktion

• MERS-CoV ORF 4a, 4b und 5: Inhibieren
  den Kern-Transport von IRF3 und dadurch
  die IFNB Promoter Aktivierung

• SARS-CoV Membran-Protein:
  Inhibiert Ausbildung Signalkomplex
  bestehend aus IKKe, IRF3 und IRF7
  und somit die Produktion von Typ I IFN

• SARS-CoV Protease PLpro: Verhindert
  NFkB Signale und blockiert Phosphorylierung
  von IRF3

                                                          De Wit, E. et al., Nat Rev Microbiol, 14: 523-534, 2016

                                                Winfried F Pickl
                                                Biologika & Covid-19: Die Immunologie                       30
Wie sich CoV dem Immunsystem entziehen (3)
Inhibition des IFNa/b (JAK/STAT) Signalweges durch CoV:

• SARS-CoV ORF1: Inhibiert STAT1 Phosphorylierung

• SARS-CoV ORF6: Inhibiert Translokation von
  STAT1/2 in den Nukleus

• SARS-CoV ORF3b, 6 sowie MERS-CoV ORF4a, 4b, M:
  Blockieren Genexpression am ISRE-Promoter

                                                                    De Wit, E. et al., Nat Rev Microbiol, 14: 523-534, 2016

                                                          Winfried F Pickl
                                                          Biologika & Covid-19: Die Immunologie                      31
Bestimmte Antikörper könnten Erkrankung
verstärken: Original Antigenic Sin(1
• Wenn nicht-neutralisierende Antikörper
  z.B., an CoV Spike Protein binden, könnte
  die CoV Interaktion mit dem zellständigen
  Virus-Rezeptor verstärkt werden, was zu
  einer verstärkten Virusaufnahme führen
  könnte.
• Früherer Kontakt zu anderen CoV-Stämmen
  könnte Immunantwort gegenüber SARS-
  Cov-2 beeinflussen (OAS)
• Des Weiteren können Ablagerung von
  Antigen-Antikörperkomplexen in Gefässen
  zu überschiessender Komplement-
  aktivierung, Vaskulitis und Ödembildung
  führen.
1) Francis T., Proc Am Philos Soc, 104:572-578, 1960         Perlman S. et al., Nat Rev Immunol, 5:917-927, 2005

                                                       Winfried F Pickl
                                                       Biologika & Covid-19: Die Immunologie               32
Biologika & Covid-19: Immunologie
• Struktur und Übertragung von Coronaviridae (SARS-CoV-2)

• Infektionszyklus und Immunantwort gegen Coronaviridae
  (SARS-CoV-2)

• Wie sich Coronaviridae der Immunantwort entziehen

• Biologika: Begriffsbestimmung und "block-buster"-Drugs

• Biologika: mögliche Problemfelder u. "COVID-Wunderwaffen"

                                           Winfried F Pickl
                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie   33
Biologika: Begriffsbestimmung
  European Union regulations define ‘biological medicinal products’
  as “a protein or nucleic acid–based pharmaceutical substance used
  for therapeutic or in vivo diagnostic purposes, which is produced by
  means other than direct extraction from a native (nonengineered)
  biological source”. This corresponds to the new biotechnology view
  (that is, by elimination, it is largely restricted to recombinant and
  monoclonal antibody products).

                                                                         R.A. Rader, Nat Biotechnol 26:743-751, 2008

                                                           Winfried F Pickl
                                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie               34
Robert-Koch Institut:
Informationen und Hilfestellungen für Personen mit einem höheren Risiko für
einen schweren COVID-19-Krankheitsverlauf Stand: 23.3.2020

"Für Patienten mit unterdrücktem Immunsystem (z.B. aufgrund
einer Erkrankung, die mit einer Immunschwäche einhergeht,
oder wegen Einnahme von Medikamenten, die die
Immunabwehr unterdrücken, wie z.B. Cortison) besteht ein
höheres Risiko"

                                                                                                https://www.rki.de

                                                        Winfried F Pickl
                                                        Biologika & Covid-19: Die Immunologie                35
Biologika: zugelassene gentechnisch
hergestellte Arzneimittel
GER (2019): 281 Arzneimittel mit 232 Wirkstoffen: vom Insulin bis zum
monoklonalen anti-Migräne (CGRP-R) Antikörper. (1

                                 1) https://www.vfa.de/de/arzneimittel-forschung/datenbanken-zu-arzneimitteln/amzulassungen-gentec.html
                                                        2) https://www.verywellhealth.com/top-biologic-drugs-2663233; Download 7.4.2020.

                                                                                Winfried F Pickl
                                                                                Biologika & Covid-19: Die Immunologie              36
Biologika: zugelassene gentechnisch
hergestellte Arzneimittel
GER (2019): 281 Arzneimittel mit 232 Wirkstoffen: vom Insulin bis zum
monoklonalen anti-Migräne (CGRP-R) Antikörper. (1

Die 10 "block buster" Biologika (USA)(2:

1.   Humira (Adalimumab; TNFa-mAb)                    6. Remicade (Infliximab; TNFa-mAb)
2.   Rituxan (Rituximab; CD20-mAb)                    7. Lantus (Insulin; Insulin glargin)
3.   Enbrel (Ethanercept; TNFa-Rg)                    8. Neulasta (Pegfilgastrim; G-CSF-Peg)
4.   Herceptin (Trastuzumab; Her2/Neu-mAb)            9. Avonex (Interferon b 1a; IFNb1a)
5.   Avastin (Bevacizumab; VEGF-mAb)                 10. Lucentis (Ranibizumab; VEGF-Fab)

                                      1) https://www.vfa.de/de/arzneimittel-forschung/datenbanken-zu-arzneimitteln/amzulassungen-gentec.html
                                                             2) https://www.verywellhealth.com/top-biologic-drugs-2663233; Download 7.4.2020.

                                                                                     Winfried F Pickl
                                                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie              37
Biologika: zugelassene gentechnisch
hergestellte Arzneimittel
GER (2019): 281 Arzneimittel mit 232 Wirkstoffen: vom Insulin bis zum
monoklonalen anti-Migräne (CGRP-R) Antikörper. (1

Die 10 "block buster" Biologika (USA)(2:

1.   Humira (Adalimumab; TNFa-mAb)                    6. Remicade (Infliximab; TNFa-mAb)
2.   Rituxan (Rituximab; CD20-mAb)                    7. Lantus (Insulin; Insulin glargin)
3.   Enbrel (Ethanercept; TNFa-Rg)                    8. Neulasta (Pegfilgastrim; G-CSF-Peg)
4.   Herceptin (Trastuzumab; Her2/Neu-mAb)            9. Avonex (Interferon b 1a; IFNb1a)
5.   Avastin (Bevacizumab; VEGF-mAb)                 10. Lucentis (Ranibizumab; VEGF-Fab)

                                      1) https://www.vfa.de/de/arzneimittel-forschung/datenbanken-zu-arzneimitteln/amzulassungen-gentec.html
                                                             2) https://www.verywellhealth.com/top-biologic-drugs-2663233; Download 7.4.2020.

                                                                                     Winfried F Pickl
                                                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie              38
Biologika & Covid-19: Immunologie
• Struktur und Übertragung von Coronaviridae (SARS-CoV-2)

• Infektionszyklus und Immunantwort gegen Coronaviridae
  (SARS-CoV-2)

• Wie sich Coronaviridae der Immunantwort entziehen

• Biologika: Begriffsbestimmung und "block-buster"-Drugs

• Biologika: mögliche Problemfelder u. "COVID-Wunderwaffen"

                                           Winfried F Pickl
                                           Biologika & Covid-19: Die Immunologie   39
Biologika: zugelassene gentechnisch
hergestellte Arzneimittel
1. Humira (Adalimumab; TNFa-mAb)
3. Enbrel (Ethanercept; TNFa-Rg)
6. Remicade (Infliximab; TNFa-mAb)

Bitte besuchen sie die folgenden Web-Site: https://www.darmplus.at
                                           https://www.dccv.de

Prinzipiell gilt: Autoimmunerkrankungen sind generell mit einer
erhöhten Infektanfälligkeit verbunden, d.h. jede Nicht-Behandlung der
Autoimmunerkrankung begünstigt Infektionen.

                                                     Winfried F Pickl
                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie   40
Deutsche Multiple Sklerose Ges.-UPDATE:
EMPFEHLUNGEN FÜR MULTIPLE SKLEROSE-ERKRANKTE ZUM
THEMA CORONA-VIRUS AKTUALISIERTFreitag 03.04.2020

  2. Rituxan (Rituximab; CD20-mAb)

Sogenannte depletierende Immuntherapien (Ocrelizumab/Ocrevus, off-
label Rituximab/Mabthera, Cladribin/Mavenclad,
Alemtuzumab/Lemtrada, Mitoxantron): Diese Therapien erhöhen das
Infektionsrisiko insbesondere unmittelbar nach der Infusionsbehandlung.
Da es sich bei Ocrelizumab und Rituximab um Intervalltherapien handelt,
ist auch eine Verlängerung des Intervalls(1 individuell zu diskutieren,
ohne dass die Gefahr einer Aktivierung der MS besteht

1) Ellrichmann G. et al., J Neurol. 266:57-67, 2019                                           https://www.dmsg.de

                                                      Winfried F Pickl
                                                      Biologika & Covid-19: Die Immunologie                 41
Cancer Research UK:
Dienstag 07.04.2020

4. Herceptin (Trastuzumab; Her2/Neu-mAb)

Common side effects of Herceptin-Therapy: Each of these effects happens in more
than 1 in 10 people (10%): They include: Risk of infection

Increased risk of getting an infection is due to a drop in white blood cells.
Symptoms include a change in temperature, aching muscles, headaches, feeling
cold and shivery and generally unwell. You might have other symptoms depending
on where the infection is. Infections can sometimes be life threatening. You should
contact your advice line urgently if you think you have an infection.

                                                                                    https://www.cancerresearchuk.org

                                                            Winfried F Pickl
                                                            Biologika & Covid-19: Die Immunologie               42
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT04305106
 5. Avastin (Bevacizumab; VEGF-mAb)
 10. Lucentis (Ranibizumab; VEGF-Fab)

The novel coronavirus (SARS-CoV-2) is a new strain of coronavirus found in human in 2019,
which causes epidemic worldwide. Novel coronavirus disease (COVID-19) causes acute lung
injury (ALI) and acute respiratory distress syndrome (ARDS) in the severe and critically severe
patients. Pulmonary edema is the key detrimental feature of ALI/ARDS. Autopsy of patients
died from COVID-19 reported that, pulmonary mucus exudation was severe, more obvious than
SARS infection. Pulmonary CT scanning and pathological findings also suggest that pulmonary
edema caused by inflammatory exudation is a distinguished feature of COVID-19. However,
specific pharmacotherapy is lacking. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is known as
the most potent inducing factors to increase vascular permeability. Bevacizumab is an anti
VEGF recombinant humanized monoclonal antibody, which has been used in anti-tumor
treatment for 16 years. Evidence suggest that Bevacizumab is a promising drug for severe
and critical COVID-19 patients.
                                                                                             https://www.cancerresearchuk.org

                                                                     Winfried F Pickl
                                                                     Biologika & Covid-19: Die Immunologie               43
DMSG-UPDATE:
EMPFEHLUNGEN FÜR MULTIPLE SKLEROSE-ERKRANKTE ZUM
THEMA CORONA-VIRUS AKTUALISIERT (Freitag 03.04.2020)
9. Avonex (Interferon b 1a; IFNb1a)

Multiple Sklerose per se bedeutet keine erhöhte Gefahr.
Das gilt vor allem für MS-Erkrankte:
• ohne immunmodulierende Therapie
  sowie Patienten, die folgende Therapien erhalten:
• Interferon Beta (Avonex, Betaferon, Extavia, Plegridy, Rebif) und
  Glatirameracetat hat (Clift, Copaxone)
• sofern ihre Lungen gut belüftet sind.

                                                                                              https://www.dmsg.de

                                                      Winfried F Pickl
                                                      Biologika & Covid-19: Die Immunologie                  44
"COVID-19 Wunderwaffen": Effective Treatment of
Severe COVID-19 patients with Tocilizumab (IL-6R mAb)

                                                               Xu X., et al., 2020, chinaXiv:202003.00026v1

                                                 Winfried F Pickl
                                                 Biologika & Covid-19: Die Immunologie                45
"COVID-19 Wunderwaffen": Effective Treatment of
Severe COVID-19 patients with Tocilizumab (IL-6R mAb)

                                                               Xu X., et al., 2020, chinaXiv:202003.00026v1

                                                 Winfried F Pickl
                                                 Biologika & Covid-19: Die Immunologie                46
"COVID-19 Wunderwaffen": Effective Treatment of
Severe COVID-19 patients with Tocilizumab (IL-6R mAb)

   CRP-Spiegel      Temp (°C)       % O2-Inhalation         O2-Sättigung

                                                               Xu X., et al., 2020, chinaXiv:202003.00026v1

                                                 Winfried F Pickl
                                                 Biologika & Covid-19: Die Immunologie                47
Potentielle "COVID-19 Wunderwaffen":
• Kineret (Anakinra; IL-1ra)
• Soliris (Eculizumab; anti-C5 mAb)
• Mavrilimumab (anti-GM-SCF-R mAb)
• Jakavi (Ruxolitinib; Jak1/2; small molecule inhibitor)
• Angiotensin Converting Enzyme 2 (rhACE2; APN01)
• Meplazumab (anti-CD147 mAb)
• etc.,
• etc.,

                                                                                         https://clinicaltrials.gov

                                                      Winfried F Pickl
                                                      Biologika & Covid-19: Die Immunologie                   48
Aktuell 10 Studien auf Clinicaltrials.gov:
Azithromycin & COVID-19

                                  Winfried F Pickl
                                  Biologika & Covid-19: Die Immunologie   49
Vielen Dank für
Ihre Aufmerksamkeit!

Prof. Dr. Winfried F. PICKL
Medizinische Universität Wien
Zentrum für Pathophysiologie, Infektiologie und Immunologie
Institut für Immunologie
Abteilung für Zelluläre Immunologie und Immunhämatologie
www.immunologie.meduniwien.ac.at

                                                              Winfried F Pickl
                                                              Biologika & Covid-19: Die Immunologie   50
SARS-CoV-2 Bindungsstelle am Spike Protein

                            Andersen, K. G., et al., Nat Med, 2020, doi:10.1038/s41591-020-0820-9

                                       Winfried F Pickl
                                       Biologika & Covid-19: Die Immunologie                51
Pathogenese von SARS-CoV: Dysregulation
Renin-Angiotensin-System
• SARS-CoV Oberflächenprotein (CoV)
 vermindert ACE2 Expression
 (CoV-Rezeptor Lungenepithelzellen)
• Dadurch überschiessende Produktion
 von Angiotensin II
• Erhöhte pulmonale Gefäßpermeabilität
• Lungenpathologie

                                                             Kuba K. et al., Nat Med, 11: 875-879, 2005

                                         Winfried F Pickl
                                         Biologika & Covid-19: Die Immunologie                    52
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