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Viren als Impfstoffe
Das Helm­holtz-Zen­trum für Infek­ti­ons­for­schung (HZI) in Braun­schweig.Helm­holtz-Zen­trum für Infek­ti­ons­for­schung (HZI), Braunschweig

Die infek­tiö­sen Eigen­schaf­ten von die­sen Viren machen sich For­scher zunut­ze, indem sie die krank­ma­chen­den Bestand­tei­le aus­schal­ten, die ent­schärf­ten Viren mit Bruch­stü­cken ande­rer, gefähr­li­cher Krank­heits­er­re­ger bela­den und die­ses Kon­strukt mit­tels Imp­fung in den Kör­per ein­brin­gen. So lernt der Kör­per die Mole­kü­le der gefähr­li­chen Erre­ger ken­nen – die Abwehr­zel­len bil­den ein immu­no­lo­gi­sches Gedächt­nis. An sich harm­lo­se Viren kön­nen somit den Immun­schutz gegen töd­li­che Infek­ti­ons­er­re­ger ver­mit­teln. Kommt der Kör­per noch­mals mit dem Erre­ger in Kon­takt, erkennt das Immun­sys­tem die Mole­kü­le schnell wie­der und neu­tra­li­siert den Erre­ger, bevor er eine Krank­heit auslöst.

Wis­sen­schaft­ler des Helm­holtz-Zen­trums für Infek­ti­ons­for­schung (HZI) in Braun­schweig haben nun her­aus­ge­fun­den, dass für die Stär­ke der Immun­ant­wort ent­schei­dend ist, an wel­cher Stel­le die Bruch­stü­cke in den Trä­ger­vi­rus ein­ge­bracht wer­den und wel­ches die opti­ma­le Posi­ti­on dafür ist. Die­se Erkennt­nis­se sind ent­schei­dend, um den Ein­satz von Viren als Impf­stoff weit­ge­hend zu opti­mie­ren und Impf­stof­fe mit gerin­gem Gefah­ren­po­ten­zi­al zu entwickeln.

Die Immunzellen merken sich Bausteine der Viren

Her­pes-Viren bil­den eine gro­ße Fami­lie aus mitt­ler­wei­le über 200 bekann­ten Mit­glie­dern. Neun davon befal­len gezielt den Men­schen und ver­blei­ben nach der Erst­in­fek­ti­on meist ein Leben lang im Kör­per. Eines die­ser Viren ist das Cyto­me­ga­lie­vi­rus (CMV), das min­des­tens 40 Pro­zent aller Erwach­se­nen in Deutsch­land in sich tra­gen. Meist bleibt es inak­tiv, kann aber zum Bei­spiel durch eine Immun­schwä­che akti­viert wer­den und Schä­den an ver­schie­de­nen Orga­nen ver­ur­sa­chen. Das Virus löst eine sehr star­ke Reak­ti­on des Immun­sys­tems aus, bei der eine gro­ße Anzahl bestimm­ter Immun­zel­len – soge­nann­te T‑Zellen – gegen das Virus gebil­det wird.

Dabei mer­ken sich die Immun­zel­len bestimm­te Bau­stei­ne der Viren, die sie bei einer erneu­ten Infek­ti­on erken­nen und somit gleich die pas­sen­de Abwehr­re­ak­ti­on ein­lei­ten kön­nen. Die­se Eigen­schaf­ten kön­nen For­scher nut­zen, um CMV für Imp­fun­gen ein­zu­set­zen: In das Erb­ma­te­ri­al künst­lich abge­schwäch­ter Cyto­me­ga­lie­vi­ren bau­en sie Gen­frag­men­te ande­rer Viren ein und schleu­sen sie in den Kör­per. Dort ver­an­lasst CMV, dass das ein­ge­bau­te Gen­frag­ment in Pro­te­ine über­setzt wird, die der Kör­per als fremd erkennt und T‑Zellen gegen sie bil­det. Dabei die­nen immer nur kur­ze Abschnit­te als Erken­nungs­se­quenz, und nicht alle füh­ren zu einer star­ken Bil­dung von Abwehrzellen.

Die Stärke der Immunantwort hängt vom Einbau der CMV ab

„Was dazu führt, dass man­che Sequen­zen eines Pro­te­ins eine star­ke Immun­ant­wort aus­lö­sen, ande­re aber nicht, war bis­lang nicht genau bekannt“, sagt Prof. Luka Cicin-Sain, der am HZI die Arbeits­grup­pe „Immu­nal­te­rung und chro­ni­sche Infek­tio­nen“ lei­tet. Um das Rät­sel zu lösen, hat das Team um Cicin-Sain eine Erken­nungs­se­quenz des Her­pes sim­plex-Virus, das unter ande­rem den Lip­pen­her­pes aus­löst, an ver­schie­de­nen Stel­len eines Cyto­me­ga­lie­vi­rus ein­ge­baut und damit Mäu­se infiziert.

Anschlie­ßend haben die Wis­sen­schaft­ler anhand der gebil­de­ten Immun­zel­len die Stär­ke der Immun­ant­wort bestimmt. „Wir konn­ten fest­stel­len, dass die Reak­ti­on des Immun­sys­tems auf eine Erken­nungs­se­quenz davon abhängt, wo genau im CMV die­se Sequenz ein­ge­baut ist“, sagt Cicin-Sain. In wei­te­ren Unter­su­chun­gen konn­ten die Wis­sen­schaft­ler auch einen Grund dafür auf­de­cken: War die Sequenz an einer bestimm­ten Posi­ti­on im CMV ein­ge­baut, wur­de das von ihr abge­lei­te­te Pro­te­in in beson­ders vie­len Zel­len des Kör­pers wei­ter­ver­ar­bei­tet und für die Bil­dung spe­zi­fi­scher Abwehr­zel­len genutzt.

Quel­le: idw