Infektionskrankheiten: DNA-Vakzine verspricht universelle Grippeimpfung
© iStock / elenaleonova (Ausschnitt)
Einen Impfstoff, der nicht nur gegen einen spezifischen Grippestamm wirkt, sondern gleich alle verwandten Viren abdeckt, suchen Wissenschaftler schon seit Langem. Nun glauben Forscher aus den USA, einen wichtigen Schritt vorangekommen zu sein. Sie entwickelten eine Doppelimpfung, die Versuchstiere nicht nur vor einem einzigen Virus, sondern auch vor verwandten Erregern schützt.
Eine Komponente der Kombinationstherapie ist der reguläre Impfstoff aus inaktivierten Grippeviren, deren Oberflächenantigene die Immunreaktion auslösen. Die dadurch entstehenden Antikörper jedoch richten sich gegen hochgradig variable Teile der viralen Moleküle, die sich von Stamm zu Stamm unterscheiden. Deswegen ist diese Impfung schon gegen solche Viren machtlos, die sich nur geringfügig vom Impfstamm unterscheiden.
Mit einem Trick jedoch brachte das Team um Gary Nabel vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases das Immunsystem von Mäusen und Frettchen dazu, Antikörper auch gegen weniger variable Teile der Oberflächenproteine zu richten. Diese Bereiche sind besonders bei nahe verwandten Viren sehr ähnlich, und ein Antikörper gegen einen Stamm neutralisiert mit hoher Wahrscheinlichkeit auch den anderen. Diese Breitband-Immunität erzeugten die Forscher mit Hilfe eines DNA-Impfstoffs, den sie vor der eigentlichen Impfung spritzten, um das Immunsystem für die fremden Proteine zu sensibilisieren.
Der Vor-Impfstoff ist ein Plasmid, ein ringförmiger Erbgutstrang, auf dem das Gen für das Virusprotein Hämagglutinin vom Subtyp 1 kodiert ist. Die körpereigene Abwehr hält solche frei umherschwirrende DNA für das Zeichen einer Virusinfektion – die enthaltenen Gene werden vor ihrer Vernichtung teilweise ausgelesen und die dort kodierten Proteinfragmente an der Oberfläche von Immunzellen präsentiert, um vor dem vermeintlichen Eindringling zu warnen.
Das so präparierte Immunsystem reagiert auf die darauf folgende eigentliche Impfung anders als gewohnt: Statt nur gegen die am leichtesten zugänglichen hochvariablen Bereiche des Hämagglutinins entstehen nun auch Antikörper gegen den "Stiel" des Moleküls, der es in der Virusmembran verankert. Diese Bereiche jedoch unterscheiden sich zwischen verschiedenen Virenstämmen nicht so stark.
Der Erfolg der Doppelimpfung ist beeindruckend: So behandelte Tiere zeigten Immunität gegen Viren mit dem im Plasmid kodierten Hämagglutinin-Subtyp H1, die bis zu Stämmen aus dem Jahr 1934 zurückreichte, und enthielten bis zu 50-fach mehr neutralisierende Antikörper als solche, die normal geimpft wurden. Andere Subtypen wie die ebenfalls für den Menschen gefährlichen H2, H3 und H5 allerdings erfasst diese Methode noch nicht. Beim derzeitigen Stand der Dinge würde also auch eine solche Kombinationsimpfung nur vor einem Teil der Viren schützen.
Eine Komponente der Kombinationstherapie ist der reguläre Impfstoff aus inaktivierten Grippeviren, deren Oberflächenantigene die Immunreaktion auslösen. Die dadurch entstehenden Antikörper jedoch richten sich gegen hochgradig variable Teile der viralen Moleküle, die sich von Stamm zu Stamm unterscheiden. Deswegen ist diese Impfung schon gegen solche Viren machtlos, die sich nur geringfügig vom Impfstamm unterscheiden.
Mit einem Trick jedoch brachte das Team um Gary Nabel vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases das Immunsystem von Mäusen und Frettchen dazu, Antikörper auch gegen weniger variable Teile der Oberflächenproteine zu richten. Diese Bereiche sind besonders bei nahe verwandten Viren sehr ähnlich, und ein Antikörper gegen einen Stamm neutralisiert mit hoher Wahrscheinlichkeit auch den anderen. Diese Breitband-Immunität erzeugten die Forscher mit Hilfe eines DNA-Impfstoffs, den sie vor der eigentlichen Impfung spritzten, um das Immunsystem für die fremden Proteine zu sensibilisieren.
Der Vor-Impfstoff ist ein Plasmid, ein ringförmiger Erbgutstrang, auf dem das Gen für das Virusprotein Hämagglutinin vom Subtyp 1 kodiert ist. Die körpereigene Abwehr hält solche frei umherschwirrende DNA für das Zeichen einer Virusinfektion – die enthaltenen Gene werden vor ihrer Vernichtung teilweise ausgelesen und die dort kodierten Proteinfragmente an der Oberfläche von Immunzellen präsentiert, um vor dem vermeintlichen Eindringling zu warnen.
Das so präparierte Immunsystem reagiert auf die darauf folgende eigentliche Impfung anders als gewohnt: Statt nur gegen die am leichtesten zugänglichen hochvariablen Bereiche des Hämagglutinins entstehen nun auch Antikörper gegen den "Stiel" des Moleküls, der es in der Virusmembran verankert. Diese Bereiche jedoch unterscheiden sich zwischen verschiedenen Virenstämmen nicht so stark.
Der Erfolg der Doppelimpfung ist beeindruckend: So behandelte Tiere zeigten Immunität gegen Viren mit dem im Plasmid kodierten Hämagglutinin-Subtyp H1, die bis zu Stämmen aus dem Jahr 1934 zurückreichte, und enthielten bis zu 50-fach mehr neutralisierende Antikörper als solche, die normal geimpft wurden. Andere Subtypen wie die ebenfalls für den Menschen gefährlichen H2, H3 und H5 allerdings erfasst diese Methode noch nicht. Beim derzeitigen Stand der Dinge würde also auch eine solche Kombinationsimpfung nur vor einem Teil der Viren schützen.
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