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mRNA-Impfstoffkandidat

Impfen gegen Borreliose

Bei wiederholter Exposition gegenüber Zecken entwickeln manche Tiere eine »Zeckenimmunität« in Form einer dermalen Hypersensitivität. Das legt nahe, dass man auch gegen die Folgen eines Zeckenstiches, darunter auch die Infektion mit Borrelien, impfen kann. Ein mRNA-Impfstoffkandidat greift diese Option nun auf.
Theo Dingermann
24.11.2021  11:00 Uhr

Andaleeb Sajid und Kollegen von der Yale University School of Medicine in New Haven publizierten jetzt im Fachjournal »Science Transational Medicine« eine Arbeit, in der sie die Herstellung und pharmakologische Testung einer Mischung von mRNAs beschreiben, die für 19 Speichelproteine (19ISP) der Zecke Ixodes scapularis (I. scapularis) kodieren. Die Ratio hinter diesem Vorgehen beruht darauf, dass sich durch die wiederholte Exposition gegenüber I. scapularis bei machen Tierarten eine erworbene Resistenz entwickelt, die dazu führen könnte, dass sich die Blutmahlzeiten verkürzen und die Wahrscheinlichkeit der Übertragung von Infektionskrankheiten durch Zecken verringert. Die Speichelproteine von I. scapularis scheinen bei der Ausbildung der Resistenz eine entscheidende Rolle zu spielen.

Die Wissenschaftler immunisierten Meerschweinchen intrakutan mit dem Gemisch aus den 19 in Lipid-Nanopartikeln verpackten Nukleosid-modifizierten mRNAs (19ISP) und infizierten anschließend die Tiere mit I. scapularis. Die Tiere entwickelten kurz nach dem Anheften der Zecken ein Erythem an der Stichstelle, ein typisches Zeichen für eine gewisse Immunität.

Tatsächlich induzierte der 19ISP-Impfstoff eine Antikörperreaktion. Als Folge waren Zecken nicht mehr in der Lage, sich an den immunisierten Tieren ausreichend zu ernähren. Dies zeigte sich dadurch, dass sich die Zecken frühzeitig von den Tieren ablösten und ein deutlich geringeres Gewicht aufwiesen als Zecken, die sich an nicht immunisierten Tieren ernährten.

Konkret waren nach 96 Stunden 80 Prozent der Zecken von den geimpften Tieren abgefallen gegenüber 20 Prozent der Zecken bei den nicht geimpften Tieren. Die Zecken, die ihre Blutmahlzeit an den geimpften Tieren aufgenommen hatten, hatten nur 1,02 mg an Gewicht zugenommen, wohingegen die Tiere, die auf die ungeimpften Tiere gesetzt worden waren, 2,42 mg an Gewicht zugenommen hatten.

Keine Immunitätsinduktion bei Mäusen

Im Gegensatz zu Meerschweinchen entwickeln einige andere Tierarten bei wiederholter Exposition gegenüber I. scapularis nicht ohne weiteres eine robuste Resistenz. Zu diesen Tieren gehören auch Mäuse. Mäuse bilden ein natürliches Reservoir für I. scapularis. Möglicherweise hat der evolutionäre Druck zumindest teilweise dazu geführt, dass sich Zecken von Wirbeltierwirten ernähren, an denen sie ohne weiteres eine Blutmahlzeit einnehmen können, ohne dass der Wirt eine Resistenz entwickelt.

Um daher auf dem Prinzip einer erworbenen Zeckenimmunität einen Impfstoff zu entwickeln, ist es wichtig, ein geeignetes und nicht das am nächsten liegende Tiermodell zu wählen.

Inhibition der Übertragung von B. burgdorferi

In der Folge untersuchten die Wissenschaftler, ob eine 19ISP-Immunisierung die Übertragung von B. burgdorferi auf Meerschweinchen beeinflussen könnte. Obwohl normalerweise eine einzige mit B. burgdorferi infizierte Zecke ausreicht, um den Wirt zu infizieren, setzten die Wissenschaftler drei mit B. burgdorferi infizierte I. scapularis-Nymphen auf einzelne Meerschweinchen, die entweder mit 19ISP oder mit einem Kontrollserum immunisiert worden waren.

Da Menschen häufig eine Zecke entfernen, die einen Stich mit gleichzeitiger Rötung oder Juckreiz verursacht, entfernten auch die Wissenschaftler die Zecken bei den Versuchs- und Kontrollmeerschweinchen doppelblind, sobald eine Rötung auftrat.

Drei Wochen nach der Zeckenexposition wurden Biopsien neben den Stichstellen entnommen, um die Infektion zu untersuchen. Insgesamt konnte bei fast der Hälfte (46 Prozent) der Kontrollmeerschweinchen eine B. burgdorferi durch einen PCR-Test nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu war keines (0 Prozent) der mit 19ISP-immunisierten Meerschweinchen PCR-positiv für B. burgdorferi. Zudem deuten verschiedene immunologische Marker darauf hin, dass der offensichtliche Schutz vor einer Infektion mit B. burgdorferi auf eine spezifisch induzierte Immunantwort zurückzuführen ist.

Die Forscher zeigen sich optimistisch, dass der von ihnen gewählte Ansatz gute Chancen für einen Impfstoff gegen Zeckenstiche bieten könnte. Das wäre in der Tat ein gewaltiger Fortschritt, da bisher alle Versuche gescheitert sind, einen Impfstoff gegen B. burgdorferi zu entwickeln.

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