Technische Immunität
Forscher verwenden virusähnliche Partikel, um einen Impfstoff gegen Malaria herzustellen
Ein kostengünstiger, lang anhaltender und einfach zu verabreichender Impfstoff gegen Malaria könnte für Millionen von Menschen, die in Ländern leben, in denen die von Mücken übertragene Krankheit endemisch ist, ein Wendepunkt sein.
Lucie Jelinkova, eine Doktorandin im Labor von Bryce Chackerian, PhD, Professorin am Department of Molecular Genetics & Microbiology der University of New Mexico, hat eine Methode identifiziert, die diesen Traum verwirklichen könnte.
In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Forschung NPJ-Impfstoffe, Jelinkova und Kollegen von Johns Hopkins und der Flinders University in Australien berichten, dass ein Impfstoff auf der Grundlage der Virus-like-Particle-(VLP)-Technologie vielversprechend war, Antikörper zu erzeugen, um die Infektion zu verhindern.
Ihr Ziel war Plasmodium falciparum, ein Parasit, der eine schwere Form von Malaria verursacht. Es wird in den Blutkreislauf eines Wirts durch die Anopheles Mücke und wandert schnell in die Leber, wo sie schließlich rote Blutkörperchen infiziert.
„Die Idee ist, es zu fangen, bevor es die Leberzellen infiziert“, sagt Jelinkova. „Es platzt aus den Leberzellen ins Blut. Das Ziel ist es, zu verhindern, dass es an den Punkt gelangt, an dem es die Leberzellen erreichen kann.“
Bestehende Impfstoffe haben entweder eine begrenzte Wirksamkeit oder müssen bei extrem kalten Temperaturen gelagert werden, was sie für ländliche und verarmte Teile der Welt unpraktisch macht. VLP-basierte Impfstoffe, der langjährige Fokus von Chackerians Labor, repräsentieren einen anderen Ansatz.
VLPs sind im Wesentlichen Viren, denen das meiste ihres genetischen Materials entfernt wurde, wodurch sie unschädlich gemacht werden. Der Prozess lässt ihre äußere Proteinhülle intakt, die das Immunsystem stimuliert, Antikörper zu produzieren. Chackerian hat eine Methode zum Anbringen von Abschnitten mikrobieller Proteine an die VLPs entwickelt, die schützende Antikörper induzieren.
In der aktuellen Studie konzentrierte sich Jelinkova auf das Circumsporozoiten-Protein (besser bekannt als CSP), das auf der Oberfläche des Parasiten sitzt und ihm hilft, in die Leberzellen des Wirts einzudringen, und das Ziel eines bestehenden Impfstoffs ist.
Sie wandte sich monoklonalen Antikörpern zu, die von menschlichen Freiwilligen isoliert wurden, die mit einem anderen experimentellen Impfstoff immunisiert worden waren. Diese Antikörper binden an eine besonders anfällige Region des CSP-Moleküls und schützen in Mausmodellen der Malariainfektion vor einer Leberinvasion.
„Hier kommt das VLP ins Spiel“, sagt Jelinkova. „Wir können diese eine kleine Site nehmen und das VLP damit dekorieren und die Reaktion hervorrufen, die die Aktion der Monoklonalen nachahmen würde.“
VLPs sind kostengünstig und in der Regel sehr stabil – und sie benötigen keine teure Kühlung, sagt Jelinkova. Sie erzeugen auch eine dauerhafte Immunität, während andere Arten von Impfstoffen regelmäßige Auffrischungen erfordern.
Jelinkova testete den VLP-basierten Impfstoff an Mäusen, die mit einem Cousin des Falciparum Parasiten und fanden heraus, dass etwa 60 Prozent der Parasiten gehemmt wurden. Dann fügte sie ein Adjuvans hinzu – eine Substanz, die die Wirkung eines Impfstoffs verstärkt – und stellte fest, dass seine Wirksamkeit auf mehr als 90 Prozent gestiegen war, was die Wirkung der monoklonalen Antikörper nachahmte.
„Neunzig Prozent sind großartig, aber es sterilisiert nicht die Immunität“, sagt sie. „Wir wollen Wege finden, um die Antikörperantwort zu steigern.“ In Zukunft hofft sie, den VLP-basierten Impfstoff so zu modifizieren, dass benachbarte Ziele auf dem CSP-Molekül erkannt werden, um seine Schutzwirkung zu verstärken.
„Wir glauben, dass wir einen Impfstoff entwickelt haben, der nicht nur gegen eine Achillesferse des Malariaparasiten abzielt“, sagte Chackerian, „sondern könnte auch auf die Regionen der Welt angewendet werden, die am dringendsten einen Malaria-Impfstoff benötigen.“