Universalimpfstoff

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Nasenspray schützt Mäuse vor Vielzahl von Infektionen

Einen universalen Impfstoff zu entwickeln, der Schutz vor diversen (Atemwegs-)Erregern bietet, ist schon seit geraumer Zeit ein großes Ziel in der Impfstoffforschung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen, die eine Immunität gegen ein spezifisches Antigen triggern, müsste eine solche Vakzine das unspezifische Immunsystem nachhaltig aktivieren – ohne dabei eine gefährliche Überstimulation auszulösen. Forschende um Professor Dr. Bali Pulendran von der Stanford University, in Stanford, USA, sind diesem Ziel nach eigener Einschätzung nun ein großes Stück näher gekommen.

Sie gingen von der Beobachtung aus, dass der bereits verfügbare Tuberkulose-Impfstoff Bacillus Calmette-Guérin (BCG) Off-Target-Effekte vermittelt, also auch einen gewissen Schutz vor anderen Erregern als dem Impfantigen bietet. Dies war unter anderem in der Corona-Pandemie aufgefallen. Die Arbeitsgruppe Pulendran untersuchte die immunologischen Mechanismen hinter diesem Phänomen genauer und veröffentlichte das Ergebnis Ende 2023 im Fachjournal »Nature Immunology«.

Demnach führte der BCG-Impfstoff, intravenös verabreicht, bei Mäusen zu einer Aktivierung sowohl des angeborenen als auch des adaptiven Immunsystems, wobei die Reaktion des angeborenen Immunsystems ungewöhnlich lange anhielt. Die Forschenden fanden heraus, dass dies durch T-Zellen in der Lunge vermittelt wurde, die bestimmte Zytokine freisetzten, die Toll-like-Rezeptoren (TLR) in Zellen des angeborenen Immunsystems aktivierten. Man habe damals spekuliert, dass sich dieser Effekt wahrscheinlich auch mit einem synthetischen Impfstoff erzielen lasse, der TLR-Stimuli plus ein Antigen enthält, das T-Zellen in die Lunge lockt, sagt Pulendran in einer Pressemitteilung.

Das Prinzip wurde nun in die Tat umgesetzt, wie aus der aktuellen Publikation der Gruppe um Erstautor Dr. Haibo Zhang im Fachjournal »Science« hervorgeht. Der neue Impfstoffkandidat GLA-3M-052-LS + OVA besteht aus einem harmlosen Antigen, dem Eiprotein Ovalbumin (OVA), in Kombination mit Liganden der TLR-Subtypen 4, 7 und 8. Die liposomale Formulierung wird intranasal verabreicht.

In der Studie bekamen Mäuse jeweils einen Tropfen des Impfstoffs nasal verabreicht, teilweise mehrmals im Abstand von einer Woche. Die Forschenden stellten fest, dass Tiere, die auf diese Weise dreimal geimpft worden waren, mindestens drei Monate lang vor Infektionen mit SARS-CoV-2 und anderen Coronaviren geschützt waren. Die Viruslast in den Lungen der geimpften Tiere war 700-mal geringer als in den Lungen ungeimpfter Tiere. Für die Bildung virusspezifischer T-Zellen und Antikörper brauchten die geimpften Tiere lediglich drei Tage – statt zwei Wochen, wie es ohne Immunstimulation normal ist.

Auch andere virale Krankheitserreger wie Influenza-Viren sowie Bakterien wie Staphylococcus aureus und Acinetobacter baumannii wurden erfolgreich abgewehrt. »Daraufhin fragten wir uns: ›Was kann noch in die Lunge gelangen?‹ – Allergene«, erläutert Pulendran.

Die Forschenden brachten die Mäuse in Kontakt mit einem Protein aus Hausstaubmilben, das ein häufiger Auslöser von allergischem Asthma ist. Ungeimpfte Tiere zeigten daraufhin eine starke Th2-Reaktion und vermehrte Schleimbildung in den Atemwegen. Die Th2-Reaktion wird durch bestimmte T-Zellen vermittelt und gilt als zentraler Mechanismus der allergischen Entzündungsreaktion. Bei den geimpften Mäusen war diese Reaktion nach Kontakt mit dem Allergen stark abgeschwächt.

Die Gruppe ist überzeugt, einen universalen Impfstoff entwickelt zu haben, der vor diversen Atemwegsnoxen schützt. Sie plant nun eine Phase-I-Studie, um die Sicherheit des Ansatzes beim Menschen zu erproben.