MADRID, 6. Mai. (EUROPA PRESS) –
Forscher der Duke University (USA) haben einen neuen Weg im Kampf gegen Influenzaviren eröffnet, indem sie einen Impfstoff entwickelt haben, der das Immunsystem dazu anregt, einen Teil der Virusoberfläche anzugreifen, der weniger variabel ist.
Ihr Ansatz funktionierte in Experimenten mit Mäusen und Frettchen gut und könnte zu Grippeimpfstoffen mit größerem Schutz und weniger Abhängigkeit von einer jährlichen Injektion führen, die auf die diesjährigen Versionen des Virus zugeschnitten ist. Selbst mit Impfungen sterben jedes Jahr weltweit etwa eine halbe Million Menschen an der Grippe.
Dieser neue Impfstoffansatz, der in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine beschrieben wird, ist Teil einer fünfjährigen Anstrengung zur Entwicklung eines langlebigeren, universellen Grippeimpfstoffs, der alle Versionen des Virus abwehren kann. Influenzastämme werden nach einem Kurzcode benannt, zum Beispiel H5N1, der beschreibt, welche Geschmacksrichtungen zweier bestimmter Oberflächenproteine sie tragen. Das H (manchmal auch HA) ist Hämagglutinin, ein lutscherförmiges Protein, das an einen Rezeptor einer menschlichen Zelle bindet, der erste Schritt, um das Virus in die Zelle zu bringen. Das N ist Neuraminidase, ein zweites Protein, das es einem neu geschaffenen Virus ermöglicht, die Wirtszelle zu verlassen und andere Zellen zu infizieren.
„Im Viruspartikel ist fünf- bis zehnmal mehr Hämagglutinin als Neuraminidase enthalten“, sagt Nicholas Heaton, außerordentlicher Professor für Molekulargenetik und Mikrobiologie an der Duke University, der die Forschung leitete. „Wenn wir Ihnen Blut abnehmen würden, um zu sehen, ob Sie wahrscheinlich gegen einen Grippestamm geschützt sind, würden wir messen, was Ihre Hämagglutinin-Antikörper tun, um das beste Maß dafür zu erhalten, was Ihnen wahrscheinlich passieren wird. Die stärksten Korrelate des Schutzes beziehen sich auf Hämagglutinin- gerichtete Immunität.
Impfstoffe bringen dem Immunsystem bei, auf Teile des Virus zu reagieren, die speziell für die Influenza-Varianten entwickelt wurden, die in der kommenden Grippesaison voraussichtlich am bedrohlichsten sein werden. Der Grund, warum wir jeden Herbst einen neuen Grippeimpfstoff brauchen, liegt nicht darin, dass der Impfstoff nachlässt; Das liegt daran, dass das Grippevirus ständig die Oberflächenproteine verändert, auf die Impfstoffe abzielen.
Grippeimpfstoffe (und Immunsysteme) zielen eher auf den zwiebelförmigen Hämagglutinin-„Kopf“ als auf den Stamm ab. Aber auch die Details dieser Kernregion ändern sich ständig, was zu einem Wettrüsten zwischen Impfstoffdesign und Viren führt. Der Stamm verändert sich im Vergleich dazu deutlich weniger.
„Mehrere Gruppen haben experimentell das gesamte Hämagglutinin mutiert und gefragt: ‚Welche Bereiche können sie verändern und trotzdem die Funktion von Hämagglutinin ermöglichen?‘“, erklärt Heaton. „Und die Antwort ist, dass man den Schaft nicht wirklich ändern und erwarten kann, dass er weiterhin funktioniert.“
Daher versuchte das Duke-Team, Proteine zu entwickeln, die eine Immunantwort hervorrufen, die sich stärker auf den Stamm als auf den Kopf konzentriert. „Das Virus hat sich so entwickelt, dass das Immunsystem diese (Merkmale in der Kopfregion) erkennt. Aber auf diese Weise kann sich das Virus verändern. Das ist eine heimtückische Strategie“, fügt Heaton hinzu.
Mithilfe der Genbearbeitung erstellten sie mehr als 80.000 Variationen des Hämagglutinin-Proteins mit Änderungen an einem Teil direkt an der Spitze der Kopfdomäne und testeten dann einen Impfstoff, der mit einer Mischung dieser Variationen gefüllt war, an Mäusen und Frettchen. Aufgrund der großen Vielfalt an Kopfformen, die dem Immunsystem präsentiert werden, und der relativen Konsistenz der Stiele produzierten diese Impfstoffe als Reaktion mehr Antikörper gegen den Hämagglutinin-Anteil des Stiels. „Die Möglichkeit des Immunsystems, diesen (Teil des Kopfes) bei Bedarf immer wieder zu sehen, ist beeinträchtigt, weil dort Vielfalt herrscht“, berichtet Heaton.
In Labor- und Tierversuchen führte der experimentelle Impfstoff dazu, dass das Immunsystem stärker auf die Stammregionen reagierte, weil diese konstant blieben. Dadurch wurde die Immunantwort auf den Impfstoff insgesamt verstärkt und in einigen Fällen sogar die Antikörperantwort auf die Kernregion des Proteins verstärkt.
„Anti-Stamm-Antikörper funktionieren anders“, betont Heaton. „Ihr Schutzmechanismus besteht nicht unbedingt darin, den ersten Schritt der Infektion zu blockieren. Unsere Idee war also: ‚Was wäre, wenn wir einen Impfstoff finden könnten, der uns beides gibt? Was wäre, wenn wir gute Antikörper für den Kopf bekommen könnten und gleichzeitig Gleichzeitig auch Antikörper gegen den Stamm besorgen, falls die Impfstoffauswahl falsch war oder eine Pandemie vorliegt. Grundsätzlich heißt es in dem Dokument: Ja, das können wir machen.
Nachdem in einigen Experimenten eine Injektion des hochvarianten Impfstoffs verabreicht wurde, konnten 100 Prozent der Mäuse eine Erkrankung oder den Tod durch eine eigentlich tödliche Dosis des Grippevirus vermeiden. In den nächsten Schritten der Forschung wird versucht zu verstehen, ob das gleiche Maß an Immunität durch die Präsentation von weniger als 80.000 Hämagglutininvarianten erreicht werden kann.
