Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie

Um die antimikrobielle Resistenz (AMR), die die öffentliche Gesundheit weltweit gefährdet, zu überwinden, sind neuartige Strategien zur Entwicklung von Impfstoffen der nächsten Generation gegen AMR-Krankheitserreger erforderlich. Die Entwicklung wirksamer Impfstoffe gegen bakterielle Infektionen an Schleimhäuten, insbesondere im Magen-Darm-Trakt, stellt jedoch eine Herausforderung dar. In diesem Zusammenhang wird Helicobacter pylori als AMR-Erreger mit hoher Priorität und als häufigste chronische bakterielle Infektion aufgeführt, von der die Hälfte der Weltbevölkerung betroffen ist und die ein hohes Risiko für die Entwicklung von Magenkrebs aufweist. Frühere Misserfolge bei Ansätzen zur Entwicklung von H. pylori-Impfstoffen legen nahe, dass für den Schutz die Induktion einer Schleimhautimmunität erforderlich ist. Daher wird Vax2Muc auf unkomplizierte Weise einen rationalen prophylaktischen Leitkandidaten gegen H. pylori entwickeln und diesen Kandidaten in einer klinischen Phase-I-Studie direkt auf Sicherheit und Immunogenität evaluieren und als Proof-of-Concept für neuartige Impfstofftechnologien dienen, die in Vax2Muc entwickelt wurden. Um langfristige schützende mukosale Immunantworten zu induzieren, die durch geweberesidente T-Gedächtniszellen aufrechterhalten werden, werden wir unsere zuvor identifizierten Impfstoffantigene in Kombination mit wirksamen Adjuvanzien für eine systemische Immunisierung anwenden und in einem innovativen oro-mukosalen Film für einen Schleimhautzug implementieren. Vax2Muc wird die GMP-Herstellung weiter vorantreiben und neuartige Impfstofftechnologien und -strategien untersuchen und weiterentwickeln, die auf die Anwendung auf der Schleimhaut zugeschnitten sind. Wir werden unsere Hauptkandidaten und alternativen Ansätze in präklinischen Maus- und Schweinemodellen evaluieren, um aussagekräftige Korrelate von Immunität und Schutz zu definieren, die für die meisten gastrointestinalen/AMR-Infektionen noch fehlen. Somit wird Vax2Muc (i) einen prophylaktischen Impfstoffkandidaten gegen H. pylori als PoC und (ii) eine Fülle an Wissen und Technologien liefern, die in die klinische Entwicklungspipeline umgesetzt werden können und für verschiedene GI/AMR-Schleimhautpathogene breit anwendbar sind Dies wird dem anspruchsvollen Bereich der Schleimhautimpfung einen erheblichen Nutzen bringen und letztendlich die Krankheitslast durch AMR/GI-Erkrankungen reduzieren.

Geldgeber/ Förderer: EU Horizont Europa

Ziel des Projekts ist die Durchführung der entscheidenden präklinischen Studien und Produktionsschritte zur Validierung und Weiterentwicklung unseres Adjuvanskandidaten bis-(3´,5´)-zyklisches dimeres Adenosinmonophosphat (c-di-AMP) für seinen Einsatz als Adjuvans in eine klinische Phase-I-Studie mit einem Impfstoffkandidaten gegen das Hepatitis-C-Virus (HCV).

Geldgeber/ Förderer: Helmholtz-Validierungsfonds (Impuls- und Vernetzungsfonds)

Unser Projekt zielt darauf ab, zwei Hauptprobleme anzugehen: 1) den Mangel an Impfstoff-Adjuvanzien, die derzeit auf dem Markt sind, und 2) das Fehlen eines prophylaktischen Impfstoffs gegen durch das Hepatitis-C-Virus verursachte Krankheiten. Um beide Probleme anzugehen, planen wir die Durchführung einer klinischen Phase-I-Studie mit einem HCV-Impfstoffkandidaten, der HCV-Antigene enthält, die mit unserem Adjuvanskandidaten c-di-AMP formuliert sind.

Geldgeber/ Förderer: Helmholtz-Validierungsfonds (Impuls- und Vernetzungsfonds)

Das HZI und das CIGB (Zentrum für Gentechnik und Biotechnologie, Havanna) haben eine wissenschaftliche Zusammenarbeit initiiert, die auf die Entwicklung und Optimierung neuartiger Impfstoffkandidaten abzielt. Das Adjuvans "cyklisches Di-Adenosinmonophosphat" (c-di AMP oder CDA), wurde vom HZI entwickelt und patentiert und wird als Immunverstärker zur Verbesserung der Immunogenität der von CIGB produzierten und entwickelten Antigenen sowie deren Wirksamkeit und Anwendbarkeit verwendet. Ziel der Zusammenarbeit ist insbesondere CDA:

1. als Adjuvans zur Induktion adaptiver Immunantworten gegen Antigene von Impfstoffkandidaten zur Immuntherapie chronischer Infektionskrankheiten und
2. als Verstärker der angeborenen Immunität im Rahmen der Prä- / Postexpositionsprophylaxe (PEP) von SARS-CoV2, für die CIGB eine neuartige Impfstoffformulierung zu entwickeln.

Durch die Kombination des Fachwissens, des geistigen Eigentums und des Know-hows beider Partner bei der Impfstoffentwicklung werden die vorhandenen Impfstoffkandidaten verbessert und eine stärkere Wirkung sowie ein breiterer Anwendungsbereich erzielt. Um die deutsch-kubanische Interaktion zu intensivieren sowie wissenschaftliche und strategische Diskussionen auf dem Gebiet der Impfstoffentwicklung speziell therapeutischer Impfstoff-anwendungen zu ermöglichen und um einen Technologietransfer zwischen Wissenschaftlern aus Deutschland und Kuba zu erreichen, sollen verschiedene Workshops sowie bilaterale Laborkurse durchgeführt werden.

Geldgeber/ Förderer: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Das ISIDORe-Konsortium, das sich aus den Kapazitäten europäischer ESFRI-Infrastrukturen und koordinierter Netzwerke zusammensetzt, schlägt vor, das größte und vielfältigste Forschungs- und Dienstleistungsinstrument zur Erforschung von Infektionskrankheiten in Europa zusammenzustellen, von der Strukturbiologie bis zu klinischen Studien. Indem wir Wissenschaftlern auf integrierte Weise und mit einem gemeinsamen Ziel Zugang zum gesamten Umfang unserer hochmodernen Einrichtungen, modernsten Dienstleistungen, fortschrittlichen Geräte und Fachkenntnisse gewähren, wird die Generierung neuen Wissens und Interventionsinstrumenten ermöglicht oder beschleunigt, die letztendlich zur Kontrolle beitragen SARS CoV 2 im Besonderen und epidemieanfällige Krankheitserreger im Allgemeinen, wobei Fragmentierung und Doppelarbeit zwischen europäischen Initiativen vermieden werden. Ein solch globaler und interdisziplinärer Ansatz soll die Umsetzung von Nutzerprojekten ermöglichen, die größer, ehrgeiziger und wirkungsvoller sind als die von der EU geförderten transnationalen Aktivitäten, die das Konsortium normalerweise durchführt. Unser Vorschlag ist ehrgeizig, aber aufgrund der Relevanz und der bisherigen Erfahrung der Partner, die wir gewonnen haben und die über komplementäre Fachgebiete verfügen, zeitnah umsetzbar, was der Notwendigkeit einer interdisziplinären Anstrengung Rechnung trägt. Die Nutzung all dieser vorhandenen Stärken zur Entwicklung von Synergien wird einen Mehrwert schaffen und die Fähigkeit Europas zur Bekämpfung neu auftretender oder wiederauftretender und epidemischer Infektionskrankheiten, beginnend mit der COVID-19-Pandemie, verbessern. Ein solch globaler und koordinierter Ansatz steht im Einklang mit den Empfehlungen des One-Health-Konzepts und ist notwendig, um wesentliche Beiträge zur Lösung komplexer gesellschaftlicher Probleme wie Epidemien und Pandemien zu leisten.

Beteiligte Gruppen:
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie - Prof. Dr. Carlos A. Guzmán
Compound Profiling und Screening - Prof. Dr. Ursula Bilitewski

Homepage: https://isidore-project.eu/

Geldgeber/ Förderer: EU HORIZONT EUROPA

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer fortschrittlichen Impfstoffplattform zur Förderung der schützenden Schleimhautimmunität durch gleichzeitige Abgabe von mRNAs, die für Antigene kodieren, und menschlichen endogenen Adjuvantien. Dies erfordert die Übernahme des Nanoträgerdesigns für die gleichzeitige Abgabe verschiedener mRNAs mit unterschiedlichen Expressionskinetiken. Der Ansatz umfasst die Auswahl relevanter Antigene und endogener Adjuvanzien für die Schleimhautimpfung sowie eine Proof-of-Concept-Studie mit einem impfstoffrelevanten Antigen, die eine Stimulierung der schützenden Immunität gegen eine Virusinfektion zeigt. Das Hauptziel wird durch die Erfüllung der folgenden drei spezifischen Aufgaben erreicht:

1) Entwicklung einer Core-Shell-Nanoträgerplattform für die mRNA-Co-Lieferung.

2) Auswahl/Optimierung endogener Adjuvans-Kandidaten-mRNAs und Proof-of-Concept für maßgeschneiderte Immunstimulation.

3) Entwicklung einer Formulierung für die Impfung mit mukosalen mRNA-Nanoträgern und Wirksamkeitsnachweis für eine schützende Immunität.

Beteiligte Gruppen:
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie - Prof. Dr. Carlos A. Guzmán
Biologische Barrieren und Wirkstofftransport - Prof. Dr. Claus-Michael Lehr

Geldgeber/ Förderer: Sonstige

In diesem Projekt wollen wir mithilfe eines bioinformatischen Ansatzes schützende bakterielle Antigene identifizieren. Wir werden P. aeruginosa und E. coli als Modellorganismen verwenden, um vollständig konservierte Peptide zu identifizieren und ausgewählte synthetische Peptide an ein Trägerprotein zu binden, um sie immunogen zu machen. Das Design eines Epitop-fokussierten Impfstoffs, der voraussichtlich eine verbesserte immunogene Präzision aufweisen wird, verspricht, zu einem Impfstoff mit einem höheren Wirksamkeits- und Sicherheitsprofil zu führen, da für die Herstellung kein Zellmaterial oder biologische Prozesse erforderlich sind.

Beteiligte Gruppen:
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie - Prof. Dr. Carlos A. Guzmán
Molekulare Bakteriologie - Prof. Dr. Susanne Häußler
Struktur und Funktion der Proteine - Prof. Wulf Blankenfeldt
Chemische Biologie - Prof. Dr. Mark Brönstrup
Strukturelle Infektionsbiologie - Prof. Dr. Michael Kolbe

Geldgeber/ Förderer: Sonstige

Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Validierung modularer Bead-basierter Assaysysteme als Werkzeug für Forschungsinstitute. In diesem Zusammenhang zielt das Teilprojekt darauf ab, die entwickelten Bead-Assays für die Analyse von murinen und menschlichen Proben infizierter Personen (SARS-CoV-2 und Influenza) zu validieren. Darüber hinaus soll die Verwendbarkeit der verbesserten Beads (z. B. erhöhte Anzahl an Analyten, Anpassung ausgewählter Analyten) zur Identifizierung früher Prädiktoren für den erwarteten Verlauf der Infektion oder den Erfolg prophylaktischer Immuninterventionen bewertet werden. Diese Analysen werden durch die Verwendung von Proben bestätigt, die aus Mausmodellen für bestimmte Risikogruppen (ältere Menschen und Stoffwechselstörungen) stammen. Diese experimentellen Ansätze werden wesentlich zur Validierung und Verbesserung der Bead-Assays beitragen. Die gewonnenen Ergebnisse werden weiter zum Gesamtwissen über Infektionen mit SARS-CoV-2 und den jeweiligen Verlauf der Infektion, deren Diagnose und mögliche Behandlungsstrategien beitragen.

Geldgeber/ Förderer: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Die strategischen Ziele des EU-finanzierten Projekts INCENTIVE betreffen die Weiterentwicklung von Fachkenntnis über die zugrunde liegenden Mechanismen der schlechten Reaktion auf Influenzaimpfstoffe und die Entwicklung von zwei universellen Impfstoffen der nächsten Generation. Dies ist eine Partnerschaft zwischen indischen, europäischen und US-amerikanischen Gruppen, die sich der globalen gesundheitlichen und wirtschaftlichen Herausforderung durch Grippeinfektionen stellen. Die Ziele umfassen: Durchführung eines umfassenden Profils von Respondern und Non-Respondern auf zugelassene Influenzaimpfstoffe bei Säuglingen, Kindern, Erwachsenen und älteren Menschen in Phase-IV-Studien in Europa und Indien, um die Mechanismen der Impfstoffansprache zu identifizieren; Weiterentwicklung von zwei Impfstoffen der nächsten Generation, indem ein Konzeptnachweis für die Wirksamkeit des Impfstoffs bei nichtmenschlichen Primaten für einen antigenpräsentierenden zellspezifischen Nukleinsäureimpfstoff erbracht wird; zudem die Entwicklung eines rechnerisch optimierten Impfstoffs bis zu klinischen Versuchen der Phase II sowie die Wirksamkeit des Impfstoffs bei einer kontrollierten Entwicklung am Menschen; Identifikation prädiktiver Biomarker des Ansprechens auf die Impfung für neue Diagnoseverfahren; Durchführung eines Technologietransfers und eine Analyse der Gesundheitssysteme und Investitionen.

Partner:

• Helmholtz Centre for Infection Research (HZI)
• Public Health Foundation of India (PHFI)
• Translational Health Science and Technology Institute (THSTI)
• Université libre de Bruxelles (ULB)
• University of Bergen (UiB)
• University of Oslo (UiO)
• Center for the Evaluation of Vaccination (UA-CEV)
• Leiden University Medical Center (LUMC)
• Institut Pasteur (IP)
• ASA Spezialenzyme GmbH (ASA)
• Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal)
• BIOASTER
• University of Georgia (UGA)
• HVP Stichting
• EuroVacc Foundation (EVF)
• Human Vaccines Project (HVP Inc.)
• Indian Institute of Technology Madras (IITM)
• Seth Gordhandas Sunderdas Medical College (GSMC) and the King Edward Memorial (KEM) Hospital
• National Institute of Immunology (NII)

Koordinator: Carlos A. Guzmán, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)

Homepage:https://www.incentive-h2020.eu/

Geldgeber/ Förderer: EU HORIZONT2020

Die Spontanheilung einer Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) zeichnet sich durch neutralisierende Antikörper und HBV-spezifische T-Zellen-Reaktionen aus – Faktoren, die bei einer chronischen HBV-Infektion nicht auftreten. Das EU-finanzierte Projekt TherVacB hat sich zum Ziel gesetzt, die Immuntoleranz bei chronischen HBV-Infektionen und die Heilungsresistenz des Virus zu besiegen. Das interdisziplinäre Konsortium wird einen heterologen therapeutischen Prime-Boost-Impfstoff, dessen Wirksamkeit an präklinischen Hepatitis-B-Modellen erwiesen wurde, einsetzen, um Immunantworten von B- und T-Zellen auszulösen und zu aktivieren. Davon erhofft sich das Projekt, Impfstoffkomponenten herstellen und eine erste Anwendung am Menschen vorbereiten zu können. Zur Erbringung eines klinischen Wirksamkeitsnachweises des therapeutischen Hepatitis-B-Impfstoffs an Menschen mit chronischer Hepatitis B wird das Konsortium ein Patientenregister erstellen und eine multizentrische klinische Studie der Phase Ib/IIa durchführen, um die Sicherheit des Impfstoffs und sein Potenzial, die Immunkontrolle einer chronischen HBV-Infektion hervorzurufen, zu testen.

Homepage:https://www.thervacb.eu/de/

Geldgeber/ Förderer: EU HORIZONT2020

Durch die gemeinsame Arbeit in diesem Projekt planen wir, eine optimierte Proteinsequenz mit günstigem Antigen- und Stabilitätsprofil zu entwickeln und zu testen, die als Vorlage verwendet werden soll, um bei Verwendung mit der standardmäßigen saisonalen Grippeimpfung mehr langfristige Neutralisierungsfähigkeiten zu verleihen.

Beteiligte Gruppen:
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie - Prof. Dr. Carlos A. Guzmán
Bioinformatik der Infektionsforschung - Prof. Dr. Alice McHardy
Struktur und Funktion der Proteine - Prof. Wulf Blankenfeldt

Geldgeber/ Förderer: Global Grand Challenges of the Bill & Melinda Gates Foundation

Wegbereiter für eine individuelle Impfung

Erforschung von multi-omics Big Data in der Bevölkerung auf der Grundlage einer digitalen mHealth-Kohorte

Hintergrund
Für eine wachsende Zahl von Krankheitserregern werden neue Impfstoffe verfügbar. Allerdings gibt es eine natürliche Grenze bezüglich der Wirksamkeit, Sicherheit und Akzeptanz bei der Kombination von Impfstoffen und der Aufnahme neuer Impfstoffe in bestehende Impfpläne. Daher müssen die Impfpläne stärker individualisiert werden, um dieser Herausforderung zu begegnen und ihre Effizienz zu optimieren.

Ziele
Ziel des i.Vacc-Projekts ist es, neue multi-omics-Profile für die Anfälligkeit für Atemwegsinfektionen zu identifizieren, die einen höheren Vorhersagewert haben als die bestehenden Stratifizierungen für Impfempfehlung und die eine konzeptionelle Grundlage für personalisierte Impfstrategien bilden. Die Studie zielt auf Influenza-Infektionen mit besonderer Variabilität der Wirtsempfindlichkeit, des Krankheitserreger-Antigenprofils und der Impfstoffwirkung ab. Des Weiteren wird die Studie auch andere respiratorische Virusinfektionen und die Anfälligkeit für Infektionen im Allgemeinen umfassen. Unser Ziel ist es, NAKO-Daten durch Genomik und Proteomik zu ergänzen, um die Anfälligkeit für Atemwegsinfektionen mittels maschineller Lernansätze vorherzusagen und das Vorhersagepotenzial weiterer molekularer Biomarker mittels selektierter Immunzellpopulationen und hochauflösender Interaktionsproteomik zu erforschen. Wir erwarten, dass Biomarker, die in diesem Projekt identifiziert und in klinischen Studien validiert wurden, personalisierte Impfstoffstrategien entscheidend voranbringen werden. Darüber hinaus wird diese Studie die zukünftige Translation der PIA-App aus dem Follow-up der Forschung in das extramurale klinische Patientenmonitoring (z.B. bezüglich immunsupprimierter Patienten) unterstützen.

Studiendesign
Das Projekt verwendet Daten aus der NAKO Gesundheitsstudie (vergl. unser Projekt Studienzentrum Hannover), insbesondere aus der Unterkohorte ZIFCO (siehe auch www.info-pia.de).

Projektleiter: Prof. Dr. Gérard Krause

Beteiligte Gruppen:
Epidemiologie- Dr. Berit Lange
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie- Prof. Dr. Carlos A. Guzmán

Homepage:https://info-pia.de/projekte/i-vacc/

Principal Investigators

• Gerard Krause (Coordinator; Epidemiology, German National Cohort (NAKO), digital mHealth), Department of Epidemiology, HZI
• Alice McHardy (Bioinformatics), Department of Computational Biology for Infection Research, BRICS – Braunschweig Integrated Centre of Systems Biology
• Lothar Jänsch,( Proteomics), Research Group Cellular Proteome Research, HZI
• Thomas Illig (Genomics), Department of Human Genetics, Medical School Hannover
• Frank Klawonn (Biostatistics), Institute for Information Engineering, Ostfalia University of Applied Sciences

HZI-Projektpartner      

• Carlos A. Guzmán (Vaccinology)
• Peggy Riese (Vaccinology)
• Stephanie Trittel (Vaccinology)
• Gisa Gerold (Functional proteomics)
• Andreas Bremges (Bioinformatics)
• Tobias Kerrinnes (NAKO)
• Yvonne Kemmling (NAKO)
• Stefanie Castell (Epidemiology, NAKO)

Geldgeber/ Förderer: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK)