Forschung

-

Corona-Impfung per Pflaster besser als Spritzen

Das Technologie-Start-up-Unternehmen Vaxxas beschäftigt sich seit Langem mit der Verbesserung der Wirksamkeit von Impfstoffen durch die Applikation des Antigens in die Haut mithilfe eines Mikroarray-Pflasters – ein Patch, der viele kleine Mikronadeln enthält. Bereits im Oktober vergangenen Jahres zeigten Dr. Christopher L. D. McMillan von der School of Chemistry and Molecular Biosciences der University of Queensland in St Lucia, Australien, in einer Arbeit im Journal »Science«, dass sich durch die Applikation eines SARS-CoV-2-Impfstoffs mithilfe eines High-Density Microarray Patches (HD-MAP) sowohl die zelluläre als auch die humorale Immunantwort verstärken lässt. Die gebildeten Antikörper neutralisierten klinisch relevante Isolate, einschließlich der Alpha- und Beta-Varianten, und eine einmalige Applikation des Impfpflasters bot einen vollständigen Schutz vor einer tödlichen Virusinfektion in einem ACE2-transgenen Mausmodell.

Nun publizierte das Team eine weitere Studie im Journal »Vaccine«, um ebenfalls in einem Mausmodell zu überprüfen, ob die von ihnen gewählte Impfstrategie auch vor den neu aufgetauchten besorgniserregenden Varianten (VOC) von SARS-CoV-2 schützt. Die Forschenden beluden dazu die High-Density Microarray Patches mit HexaPro, einem stabilisierten SARS-CoV-2-Spike-Protein, das sechs Prolin-Substitutionen und eine mutierten Furin-Spaltstelle enthält. Dieses Antigen wurde rekombinant in der sogenannten Expi293-F™-Zelllinie exprimiert.

Das Antigen verabreichten die Forschenden dann Mäusen entweder durch eine intradermale Injektion (i.d.) oder mithilfe des HD-MAP. Die intradermale Injektion führte kaum zu einer nachweisbaren Aktivität von neutralisierenden Antikörpern gegen die Gamma-, Delta- und Omikron-Varianten. Gegen die Kappa-und Lambda-Varianten waren schwache Titer nachweisbar. Anders verhielt es sich, wenn das Antigen über das Mikroarray-Pflaster appliziert wurde. In diesem Fall löste HexaPro eine starke neutralisierende Antikörperreaktion gegen alle Varianten aus.

Die Reaktion auf das Antigen konnte noch einmal gesteigert werden, wenn dem Antigen das saponinbasierte Adjuvans QS21 zugesetzt wurde. Das galt sowohl für die Injektion als auch für die durch HD-MAP verabreichte Impfung. Allerdings waren die neutralisierenden Antikörpertiter auch in diesem Fall nach der intradermalen Injektion deutlich niedriger und auch deutlich variabler im Vergleich zu der Pflaster-Applikation.

Erst Ende letzten Jahres berichtete das britische Unternehmen Emergex von ersten klinischen Studien mit einem neuartigen Impfstoffkandidaten zum Schutz vor Covid-19, die gezielt T-Zellen trainieren und mithilfe eines speziellen Pflasters appliziert werden. Über die vielfältigen Möglichkeiten – aber auch über die Limitationen – der HD-Map-Technologie erschien erst kürzlich ein umfassender Review-Artikel in »Pharmaceutics«.

Danach haben Mikronadeln eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Immunisierungsmethoden, abgesehen von der Tatsache, dass sie schmerzfrei sind. Vielfach konnte gezeigt werden, dass diese Art des Impfens eine starke Immunreaktion auslöst, weil die 25 bis 1000 µm langen Nadeln die Impfantigene effektiv in der Epidermis und Dermis platzieren, wo diese dann von einer großen Anzahl von Langerhans- und dendritischen Zellen aufgenommen werden.

Die Anordnung der Mikronadeln ähnelt Pflastern und bietet somit den Vorteil, dass meist eine Lagerung in einer Kühlkette nicht erforderlich ist. Zudem lassen sich die Pflaster auch durch den Impfling selbst verabreichen. So scheint die Zukunft von Impfstoffen auf Mikronadelbasis vielversprechend.

Allerdings müssen auch bestimmte Einschränkungen wie möglicherweise eine nicht ausreichende Dosierung, kritische Aspekte der Stabilität und Probleme mit der Sterilität noch geklärt werden, bevor Mikronadeln erfolgreich für die Verabreichung von Impfstoffen eingesetzt werden können.