Mosaik-Impfstoff gegen HIV/AIDS näher charakterisiert |
HI-Viren mutieren schnell und bilden ein breites Spektrum an Virus-Stämmen aus. Dadurch gestaltet sich die Entwicklung eines effektiven Impfstoffes bislang sehr schwierig. Besonders vielversprechend ist aktuell ein Impfstoff nach dem Mosaik-Prinzip, der Bestandteile verschiedener HI-Viren kombiniert. Jamila Franca Rosengarten hat im Rahmen einer kooperativen Promotion in der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Jörn Stitz an der TH Köln nachgewiesen, dass Teile der in dem Mosaik-Impfstoff enthaltenen künstlich designten Bestandteile Eigenschaften aufweisen, welche die Immunantwort verstärken können.
Viren werden vom körpereigenen Immunsystem in der Regel anhand
bestimmter Proteine auf der Oberfläche des Virus erkannt und bekämpft.
Dieses Prinzip macht sich auch eine Impfung zu Nutze: Vakzine beinhalten
die Merkmale des Virus in einer ungefährlichen Form, wodurch das
Immunsystem den Erreger kennenlernt. Kommt es später zu einer Infektion,
sind bereits Virus-neutralisierende Antikörper gebildet. Probleme in
der Impfstoffentwicklung treten allerdings bei Viren auf, die sich
schnell verändern. Hierzu zählt auch das HI-Virus. „Das Humane
Immundefizienz-Virus mutiert schnell und ist dadurch sehr vielfältig.
Diese speziellen Eigenschaften erschweren bislang die Entwicklung eines
wirksamen Impfstoffes gegen die Immunschwächekrankheit AIDS“, erklärt
Rosengarten.
Die Doktorandin hat sich in ihrer Arbeit mit einem
neu entwickelten Impfstoff beschäftigt, der aufgrund seiner
Beschaffenheit als Mosaik-Impfstoff bezeichnet wird. Der Impfstoff
basiert auf viralen Vektoren: das sind modifizierte, vermehrungsunfähige
Viren ohne Erbgut, das gezielt durch genetische Information ersetzt
wird. In den viralen Vektoren sind mehrere synthetisch hergestellte
Gene, die aus Abschnitten von HIV-Varianten bestehen, enthalten. Von
diesem Mosaik-Prinzip wird angenommen, dass es eine möglichst breite
Immunantwort in der geimpften Person bewirken kann. Der Mosaik-Impfstoff
befindet sich in der klinischen Testphase III, das heißt, er wird in
einer größeren Studiengruppe erprobt.
Synthetische Gene regen Bildung von virusähnlichen Partikeln anUm
zu überprüfen, ob der aktuell verwendete Mosaik-Impfstoff weitere
Eigenschaften aufweist, die eine verbesserte Immunantwort in den
Impflingen bewirken könnten, hat Rosengarten die darin enthaltenen
künstlichen Gene näher charakterisiert. Dazu hat sie untersucht, ob mit
Hilfe dieser Gene so genannte virusähnliche Partikel (engl. Virus-Like
Particle; VLP) im Körper gebildet werden können. „Virusähnliche Partikel
sind vermehrungsunfähige Viruspartikel ohne genetisches Material. Unser
Immunsystem erkennt sie aber ähnlich effektiv wie Viruspartikel bei
einer Infektion. Sie rufen daher schon bei geringer Dosis eine starke
Immunantwort hervor“, so Rosengarten.
Die im Impfstoff
verwendeten Gene hat Rosengarten in einem ersten Schritt in Zellkulturen
eingebracht, um zu ermitteln, ob sich VLPs bilden. „Mit Hilfe der so
genannten Western Blot-Analyse konnte ich zunächst herausfinden, dass
sich die entsprechenden Virusproteine bilden. Diese sind die Grundlage
für virusähnliche Partikel. Mittels Elektronenmikroskopie konnte ich
anschließend auch VLPs sichtbar machen und nachweisen“, erläutert
Rosengarten. In einem weiteren Schritt hat die Doktorandin die
Oberfläche der VLPs untersucht. „Dabei habe ich festgestellt, dass dort
Neutralisierungs-sensitive Epitope nachweisbar sind. Das sind kleine
Bereiche auf der Partikeloberfläche, die eine schützende Immunantwort
auslösen können. Das bedeutet also, dass der Mosaik-Impfstoff
prinzipiell wirksam sein sollte.“
Ergebnisse liefern Grundlage für weitere Untersuchungen„Frau
Rosengarten hat mit ihrer Untersuchung erstmals nachgewiesen, dass die
verwendeten synthetischen Gene in diesem spezifischen Impfstoff die
Bildung von virusähnlichen Partikeln ermöglichen, welche die
Immunantwort verstärken können. Damit hat sie einen bedeutenden Beitrag
für die Entwicklung eines HIV-Vakzins geleistet, da ihre Ergebnisse
weitere Testungen mit dem Mosaik-Impfstoff legitimieren“, sagt Prof. Dr.
Jörn Stitz von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften der TH
Köln.
Die kooperative Promotion von Jamila Franca Rosengarten
wird von Prof. Dr. Jörn Stitz von der Fakultät für Angewandte
Naturwissenschaften der TH Köln sowie von Prof. Dr. Thomas Scheper vom
Institut für Technische Chemie und Prof. Dr. Cornelia Lee-Thedieck vom
Institut für Zellbiologie und Biophysik der Leibniz Universität Hannover
betreut.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.th-koeln.de/hochschule/mosaik-impfstoff-gegen-hivaids-naeher-charakterisiert_94635.php
Quelle: Technische Hochschule Köln (05/2022)
Publikation: Jamila
Franca Rosengarten, Stefanie Schatz, Tobias Wolf, Stephan Barbe, Jörn
Stitz (2022). Components of a HIV-1 vaccine mediate virus-like particle
(VLP)-formation and display of envelope proteins exposing broadly
neutralizing epitopes. Virology – The official journal of the World
Society for Virology, Volume 568. https://doi.org/10.1016/j.virol.2022.01.008 |