- Wissenschaftler entwickeln einen „proaktiven“ COVID-Impfstoff: Forscher arbeiten an einem Impfstoff, der Stämme des SARS-CoV-2-Virus bekämpfen könnte, darunter auch solche, die noch nicht aufgetreten sind.
- Innovative Technologie: Bei der Impfstofftechnologie werden mehrere Antigene des Immunsystems an eine „Nanokäfig“-Struktur innerhalb des Impfstoffs gebunden.
- Vielversprechende Ergebnisse bei Mäusen: Die Strategie war bei Mäusen erfolgreich und bot Schutz vor einem Virenstamm, auf den der Impfstoff nicht speziell abzielte.
Proaktive Impfung mit multiviralen Quartett-Nanokäfigen zur Auslösung breiter Coronavirus-Reaktionen
Zur Abwehr künftiger Pandemien sind Impfstoffplattformen erforderlich, die vor einer breiten Palette verwandter Krankheitserreger schützen können. Nanoskalige Muster können zur Bewältigung dieser Herausforderung eingesetzt werden. In dieser Studie stellten Wissenschaftler Quartette von Rezeptorbindungsdomänen (RBDs) aus einer Reihe SARS-ähnlicher Betacoronaviren her, die über SpyTag/SpyCatcher-Bindungen mit einem computergestützt entwickelten Nanokäfig verbunden wurden. Diese Quartett-Nanokäfige mit verzweigter Morphologie lösten hohe Konzentrationen neutralisierender Antikörper gegen verschiedene Coronaviren aus, sogar gegen solche, die nicht im Impfstoff enthalten sind. Äquivalente Antikörperreaktionen wurden durch RBDs in der Nähe des Nanokäfigs oder an den Spitzen der Nanopartikelzweige erzeugt. Bei Tieren, die mit dem SARS-CoV-2-Spike-Protein immunisiert wurden, verstärkten Auffrischungsimpfungen mit Quartett-Nanokäfigen die Stärke und Breite einer ansonsten engen Immunreaktion. Ein Quartett-Nanokäfig, der das Omikron XBB.1.5 „Kraken“-RBD enthält, induzierte Antikörper mit einem breiten Spektrum an Sarbecovirus-Bindung sowie neutralisierender Aktivität gegen diese besorgniserregende Variante. Quartett-Nanokäfige sind ein nanomedizinischer Ansatz mit Potenzial für heterotypischen Schutz gegen neu auftretende zoonotische Krankheitserreger und ermöglichen so einen proaktiven Pandemieschutz.
Wissenschaftler arbeiten derzeit an der Entwicklung eines Impfstoffs zur Bekämpfung bisher nicht aufgetretener Stämme des COVID-Virus SARS-CoV-2.
Ein britisches Team der Universität Cambridge hat in Studien an Mäusen bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt. Obwohl sich Studien an Mäusen nicht immer auf den Menschen übertragen lassen, bleibt Rory Hills, der Erstautor der Studie, optimistisch.
„Unser Ziel ist es, einen Impfstoff zu entwickeln, der uns vor der nächsten Coronavirus-Pandemie schützt, und ihn schon vor Ausbruch der Pandemie bereit zu haben“, sagte Hills, ein Doktorand der Pharmakologie in Cambridge, in einer Pressemitteilung der Universität.
Hills‘ Team verfolgte einen relativ neuen Ansatz bei der Impfstoffentwicklung, die sogenannte „proaktive Vakzinologie“, mit dem Ziel, eine Injektion zu entwickeln, die vor Virenstämmen schützt, die es noch nicht gibt, die aber wahrscheinlich in Zukunft auftreten werden.
„Wir müssen nicht warten, bis neue Coronaviren auftauchen. Wir wissen genug über Coronaviren und die verschiedenen Immunreaktionen auf sie, sodass wir jetzt mit der Entwicklung von Schutzimpfstoffen gegen unbekannte Coronaviren beginnen können“, erklärte der leitende Autor der Studie, Mark Howarth, Professor für Pharmakologie in Cambridge.
Auch die Nanotechnologie spielt bei dieser Forschung eine entscheidende Rolle. Impfstoffe wirken, indem sie das menschliche Immunsystem sensibilisieren, damit es ein Schlüsselantigen auf der Oberfläche eines bestimmten Keims erkennt und angreift. Sich jedoch auf ein einzelnes Antigen zu verlassen, kann eine Schwäche darstellen, wenn neue Virusstämme entstehen.
Für ihre Forschung verwendete das Team aus Cambridge ein Nanopartikel namens „Quartet Nanocage“, das in der Pressemitteilung als „eine Kugel aus Proteinen, die durch unglaublich starke Wechselwirkungen zusammengehalten werden“ beschrieben wird.
Anschließend entwickelten sie eine Vielzahl verschiedener viraler Antigene, die in diesem Nanokäfig untergebracht wurden. Theoretisch bedeutet dies, dass ein Impfstoff mit dieser Struktur Immunzellen sensibilisieren könnte, um eine Vielzahl von Coronavirus-Typen anzugreifen.
Studien an Mäusen lassen darauf schließen, dass die Strategie erfolgreich ist.
Obwohl der Impfstoff beispielsweise nicht das Coronavirus SARS-CoV-1 enthielt (das für den SARS-Ausbruch im Jahr 2003 verantwortlich war), waren die Mäuse, die ihn erhielten, vor diesem Virus geschützt, berichtete das Team.
Sie fügten hinzu, dass der Nanokäfig-Impfstoff relativ einfach sei, was bei der Weiterentwicklung zu klinischen Tests am Menschen ein erheblicher Vorteil sein könne.
„Wir haben einen Impfstoff entwickelt, der Schutz vor einer Vielzahl verschiedener Coronaviren bietet, darunter auch vor einigen, die wir noch nicht einmal kennen“, sagte Hills.
Howarth merkte in der Pressemitteilung an, dass diese neuen Bemühungen auf früheren Erfolgen aufbauen.
„Wissenschaftler haben während der letzten Pandemie großartige Arbeit geleistet, indem sie schnell einen hochwirksamen COVID-Impfstoff hergestellt haben, aber die Welt stand dennoch vor einer massiven Krise mit einer großen Zahl von Todesfällen“, sagte er. „Wir müssen herausfinden, wie wir es in Zukunft noch besser machen können, und eine wichtige Komponente davon besteht darin, im Voraus mit der Herstellung von Impfstoffen zu beginnen.“
Die Ergebnisse wurden in Nature Nanotechnology veröffentlicht .
