Kleine Moleküle mit großer Wirkung

Impfstoff-Forscher des HZI untersuchen neue Wirkstoffverstärker, um Impfungen zu verbessern.

02.03.2010

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Helmholtz-HZI/Frank BierstedtELI_Spot

Wirkstoffverstärker in Impfstoffen haben einen schlechten Ruf. Sie scheinen unnütze Chemie im Medikament zu sein. Ein Missverständnis, denn diese sogenannten Adjuvantien verbessern den Erfolg einer Impfung wesentlich – im besten Fall reicht dann bereits eine Impf-Spritze für einen lebenslangen Schutz. Forscher der Abteilung "Vakzinologie und Angewandte Mikrobiologie" am Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) haben jetzt eine neue Verbindung entdeckt, die Impfstoffe wesentlich verbessern könnte. Das künstlich hergestellte Molekül heißt c-di-IMP und könnte in Zukunft noch mehr sein als ein potenter Wirkstoffverstärker. Die Wissenschaftler versprechen sich von c-di-IMP ganz neue Ansätze für neue Impfstrategien. Die Ergebnisse veröffentlichte jetzt das Wissenschaftsmagazin "Vaccine" in seiner aktuellen Ausgabe.

 

Impfstoffe sind eines der mächtigsten Werkzeuge gegen Infektionskrankheiten. Sie schützen uns vor einer Infektion mit einem Krankheitserreger, indem sie die Infektion gar nicht erst ausbrechen lassen. Bei einer Impfung  wird ein abgeschwächter oder abgetöteter Krankheitserreger oder auch nur Bestandteile des  Erregers in den Körper gespritzt. Das Immunsystem erkennt diese Bestandteile als fremd, startet eine Immunantwort dagegen, bildet Antikörper und am Ende der Impfreaktion Gedächtniszellen. Diese Zellen erinnern sich an den Eindringling, wenn er tatsächlich einmal versucht, uns zu infizieren. Sie reagieren dann sehr schnell und verhindern so, dass die Krankheit erneut ausbricht.

 

Häufig reagiert das Immunsystem jedoch nur schwach auf die getöteten Krankheiterreger oder ihre Bestandteile im Impfstoff. Dadurch bildet sich nur ein kurzfristiger und schwacher Schutz. Abhilfe schaffen dann die Wirkstoffverstärker. Die Adjuvantien lösen allein keine Impfreaktion aus, aber gemeinsam mit einem Impfstoff verabreicht, verstärken sie die Immunantwort um ein Vielfaches und verbessern damit den Erfolg der Impfung. Der Wirkstoffverstärker löst eine Immunantwort sehr viel schneller aus und vermittelt so einen frühen, lang anhaltenden Schutz. Bei ihrer Suche nach neuen, wirksamen Adjuvantien entdeckten die Impfstoff-Forscher vom HZI jetzt das Molekül c-di-IMP.

 

"Dieses Molekül liefert eine starke Immunantwort und ist wesentlich wirksamer als bekannte Adjuvantien", sagt Rimma Libanova, die das Molekül während ihrer Doktorarbeit untersucht. Um die Wirkung zu erforschen, impfte sie Mäuse mit einem harmlosen Eiweiß. Das Eiweiß ist kein Krankheitserreger, aber dennoch ein Fremdkörper für das Mäuseimmunsystem. Also läuft die Immunreaktion wie bei einer Impfung gegen ein Virus oder Bakterium ab – nur ohne die Gefahr einer echten Infektion. Dabei erhielten einige Tiere den Impfstoff mit Verstärker, andere ohne den Zusatz.  Nach 42 Tagen untersuchte sie die Immunantwort der Mäuse auf das fremde Eiweiß. "Wir konnten bei den Tieren, die den verstärkten Impfstoff erhielten, eine starke Immunantwort sehen. Zusätzlich konnten wir wichtige Moleküle nachweisen, die den Erfolg der Impfung zeigten", sagt Thomas Ebensen, der zusammen mit Rimma Libanova das neue Molekül untersucht. Bislang konnten die Wissenschaftler die Wirkung nur in Mäusen nachweisen – aber beide denken weiter: "Wir wollen mit dem Molekül bereits vorhandene Impfungen wie gegen Influenza oder Hepatitis verbessern. Vielleicht hilft es auch dabei, neue Impfstoffe zu entwickeln, die mit den bisherigen schwächeren Adjuvantien noch keine ausreichende Impfantwort erzeugen."

 

"Das Molekül könnte uns helfen, neue Impfstrategien zu entwickeln", sagt Professor Carlos A. Guzmán, Leiter der Abteilung  „Vakzinologie und Angewandte Mikrobiologie“ am HZI. Seine Abteilung arbeitet an der Alternative zur Impf-Spritze: der Schnupfimpfung. Dabei kann der Impfstoff mit einem Nasenspray dorthin gebracht, wo uns die meisten Krankheitserreger infizieren: an den Schleimhäuten. "c-di-IMP stärkt die Immunantwort und ist damit ein aussichtsreicher Verstärkerkandidat für Impfstoffe."

 

 

Originalartikel: Libanova R, Ebensen T, Schulze K, Bruhn D, Norder M, Yevsa T, Morr M, Guzman CA. The member of the cyclic di-nucleotide family bis-(3', 5')-cyclic dimeric inosine monophosphate exerts potent activity as mucosal adjuvant. Vaccine, Volume 28, Issue 10, 2 March 2010, Pages 2249-2258, ISSN 0264-410X, DOI: 10.1016/j.vaccine.2009.12.045.

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