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Das Forschungsteam um Carlos A. Guzmán setzt sein Wissen über das menschliche Immunsystem und dessen Herausforderer ein, um innovative Impfstrategien zu entwickeln.

Maßgeschneidert, effizient, universell: Impfen 2.0

Das Grundprinzip der Impfung nutzen Mediziner seit Jahrhunderten: Sie konfrontieren den Körper gezielt mit einem Erreger. Das natürliche Gedächtnis des Abwehrsystems verhindert bei späterer Ansteckung einen schweren Krankheitsverlauf. Heute bestehen viele Impfstoffe aus einzelnen Bausteinen des Erregers, den Antigenen, die das Immunsystem aktivieren. Für den Geimpften besteht so kein Risiko, eine echte Infektion zu erleiden. Allerdings ist es eine Herausforderung, einen ebenso guten Schutz zu erreichen wie mit einem vollständigen Erreger. Deshalb enthalten viele Impfstoffe Adjuvantien, die die Impfantwort verstärken. Ein passendes Adjuvans kann den Impfschutz zudem für bestimmte Personengruppen verbessern. Denn, so trivial es klingt: „Nicht alle Menschen sind gleich“, sagt Prof. Carlos A. Guzmán vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI). Nach einer Standardimpfung gegen Grippe entwickelt zum Beispiel nur ein kleiner Teil der über 60-Jährigen einen ausreichenden Schutz. Wird der Impfstoff jedoch zusammen mit einer Öl-Wasser-Emulsion verabreicht, steigert das die Wirkung erheblich.

Emulsionen oder Aluminiumsalze haben sich als effiziente und sichere Impfverstärker erwiesen. Carlos A. Guzmán und sein Team entwickeln nun Adjuvantien der zweiten Generation: Sie nutzen Fettverbindungen oder DNA-Fragmente von Krankheitserregern, die die Zellen des angeborenen Immunsystems ansprechen und verschiedene Abwehrmechanismen im Körper aktivieren.

Entscheidend für die Wirkung einer Impfung ist es, die Kombination von Adjuvans und Antigen auf die individuellen Eigenschaften des Erregers abzustimmen

Prof. Carlos A. Guzmán vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)

Denn Krankheitserreger haben diverse Strategien entwickelt, sich der menschlichen Abwehr zu entziehen. Manche liefern sich geradezu einen Wettlauf mit dem Immunsystem, zum Beispiel Grippeviren. Weil sie ausgerechnet ihre stärksten Antigene ständig verändern, brauchen wir jede Saison eine frische Impfung. Forscher versuchen deshalb, aus stabilen Bauteilen des Virus künstliche Antigene zu basteln. Ihre Vision: auf Basis der Designerantigene eine universelle Grippeimpfung zu entwickeln.

Schon gewusst?

Ende des 18. Jahrhunderts bewies der Arzt Edward Jenner, dass eine Infektion mit den für Menschen vergleichsweise ungefährlichen Kuhpocken vor der Ansteckung mit den echten Pocken schützen konnte. Jenner gilt damit als Begründer der aktiven Immunisierung.

Mehr dazu auf der Themenseite Impfung.

Guzmáns Team konstruierte kürzlich im Reagenzglas einen Impfstoff aus mehreren Teilen verschiedener, stabiler Bauteile des Parasiten Trypanosoma cruzi. Der Einzeller verursacht Herzmuskelentzündung und verbirgt sich auf ausgeklügelte Weise vor dem Immunsystem, sodass es bisher weder eine Impfung noch eine Therapie gibt. „Gemeinsam mit Kollegen aus Argentinien haben wir alle Teile der Antigene entfernt, die nicht die richtige Abwehrreaktion hervorrufen, und nur die genutzt, die notwendig sind, um Impfschutz zu generieren“, sagt Guzmán. Ihr synthetisches Designerantigen kombinierten die Forscher mit einem am HZI entwickelten Adjuvans, einem aus Bakterien stammenden Botenstoff. Er aktiviert die entscheidenden Abwehrmechanismen, um den versteckten Parasiten zu eliminieren. Mit dieser speziell auf den Erreger zugeschnittenen Impfung gelang es den Forschern, eine Infektion mit dem Einzeller zu verhindern. So ermöglichen strukturbasiertes Antigendesign und der Einsatz wohldefinierter Impfverstärker die Impfung von morgen: maßgeschneidert und effizient.

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