Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Impfstrategie gegen AIDS getestet

16.11.2017

Die Art der Impfstoffverabreichung und die Aktivierung körpereigener Immunzellen beeinflussen den Impfschutz

Aktuell sind laut WHO weltweit mehr als 36 Millionen Menschen mit HIV infiziert, und jedes Jahr stecken sich weitere 2,4 Millionen mit dem Virus an. Ein wirksamer Impfstoff ist daher trotz aller medizinischen Behandlungserfolge dringend notwendig.


Replikationszyklus des humanen (HIV) bzw. Affenimmundefizienzvirus (SIV). Das Virus vermehrt sich unter anderem in körpereigenen CD4+-T-Helferzellen.

Abbildung: Luzie J. Almenräder


Dr. Ulrike Sauermann (links), Wissenschaftlerin in der Abteilung Infektionsmodelle, und Prof. Christiane Stahl-Hennig (rechts), Leiterin der Abteilung Infektionsmodelle am DPZ.

Foto: Karin Tilch

Infektionsforscher vom Deutschen Primatenzentrum (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung haben nun gemeinsam mit internationalen Kollegen eine neue Impfstrategie gegen das mit dem HIV verwandte Affenimmundefizienzvirus (SIV) in Rhesusaffen getestet. Dabei setzten die Forscher einen Impfstoff ein, der aus zwei Komponenten besteht.

Diese wurden den Affen zeitversetzt und in wechselnder Reihenfolge unter die Haut, über die Mundhöhle sowie als Muskelinjektion verabreicht. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass sowohl die Art der Auffrischungsimpfungen, also über die Mundhöhle oder über das Muskelgewebe, als auch die Reihenfolge der Impfstoffkomponenten die Aktivierung des Immunsystems beeinflussen. Dies sind wichtige Faktoren, um eine Infektion mit SIV langfristig zu verhindern.

Entscheidend ist dabei, dass die Menge der für die Immunabwehr wichtigen aktivierten körpereigenen CD4+-T-Helferzellen auch nach der Impfung relativ gering bleibt, da sich SIV und HIV hauptsächlich dort vermehren. Um einen dauerhaften Impfschutz gegen AIDS zu erreichen, muss deshalb eine Impfstrategie entwickelt werden, bei der eine ausbalancierte Immunantwort erreicht wird, ohne dass die Anzahl der CD4+-T-Helferzellen zu stark ansteigt (Journal of Virology).

Für das Fehlen eines Impfstoffes gegen die HIV-Infektion gibt es viele Gründe. Im Gegensatz zu konventionellen Impfstoffen muss der Wirkstoff gegen HIV eine Immunantwort auslösen, die so stark ist, dass keine einzige Zelle infiziert wird, da das Virus sonst dauerhaft in das Erbgut der Zelle eingeschleust wird. Dies ist bei anderen Impfstoffen nicht notwendig, da sich die meisten Viren nicht fest im Genom verankern. Hier reicht eine Impfantwort aus, die schneller reagiert als sich das Virus in den Zellen ausbreiten und „Schaden“ anrichten kann.

Eine weitere Hürde für einen Impfstoff gegen AIDS ist das Immunsystem selbst. Damit das körpereigene Abwehrsystem eine optimale Immunantwort auslösen kann, werden CD4+-T-Helferzellen benötigt. Das Dilemma für die Impfstoffforschung ist, dass ausgerechnet diese Zellen auch die Zielzellen sind, die von HIV oder SIV befallen werden. Ulrike Sauermann und Christiane Stahl-Hennig, Wissenschaftlerinnen in der Abteilung Infektionsmodelle am Deutschen Primatenzentrum, haben nun in einer internationalen Kooperation mit italienischen und österreichischen Partnern, einer US-amerikanischen Forschergruppe und deutschen Experten aus Erlangen, Bochum und Kiel einen Impfansatz getestet, der diese kritischen Faktoren berücksichtigt.

Die Forscher verabreichten zwölf Rhesusaffen, die als Modelltiere für die menschliche HIV-Infektion eingesetzt wurden, einen potentiellen Impfstoff bestehend aus zwei Komponenten. Das Verabreichen eines zusammengesetzten Impfstoffs bezeichnet man als Prime-Boost- (Start-Verstärker) Immunisierung. Im ersten Schritt wurden alle Affen mit genetisch veränderten SI-Viren behandelt, die die Wirtszellen zwar infizieren, sich jedoch danach nicht weiter im Körper vermehren können. Dieses Vorgehen dient zum „ersten Anregen“ des Immunsystems (Priming).

Danach wurden die Affen in zwei Gruppen geteilt, die die zweite Impfkomponente, bestehend aus zwei verschiedenen viralen Vektoren, auf unterschiedlichem Wege erhielten. Die nicht krankmachenden Vektoren dienen als Genfähren, um Bestandteile von SIV, wie zum Beispiel Hüllproteine, in die Zielzellen zu schleusen. Dieser zweite Schritt dient zur Verstärkung der Immunreaktion (Boost). Sechs Affen erhielten im ersten Schritt eine Adenovirus-Genfähre, die ihnen oral als Spray verabreicht wurde.

Im zweiten Schritt bekamen sie eine Muskelinjektion mit einer Genfähre aus dem Geflügelpockenvirus. Bei den anderen sechs Affen verfuhren die Wissenschaftler andersherum. Hier wurde zuerst der Geflügelpockenvektor oral und danach der Adenovirusvektor als Injektion verabreicht. Anschließend wurden die Affen niedrigen Dosen des Affenimmundefizienzvirus, welches eine AIDS-ähnliche Erkrankung auslöst, in wöchentlichen Abständen solange ausgesetzt, bis fast alle Affen infiziert waren.

„Wir beobachteten, dass sich das Virus in allen geimpften Tieren anfänglich weniger vermehrte als in der Kontrollgruppe“, fasst Ulrike Sauermann, Erstautorin der Studie, die Ergebnisse zusammen. „Das zeigt, dass bei allen immunisierten Affen eine schützende Immunreaktion durch den Impfstoff ausgelöst wurde. In der zweiten Gruppe, die zuerst mit dem Geflügelpockenvektor und danach mit dem Adenovirusvektor behandelt wurde, war jedoch die Infektionswahrscheinlichkeit um etwa 70 Prozent reduziert, gegenüber einer nur zwölfprozentigen Reduktion in der ersten Gruppe. Außerdem waren in der zweiten Gruppe die CD4+-T-Helferzellen weniger stark aktiviert.“

Die Daten zeigen, dass die Reihenfolge und die Art der Verabreichung (Oralspray oder Injektion) der Impfstoffe die Aktivierung des Immunsystems beeinflussen und eine Langzeitwirkung haben können, die den Effekt nachfolgender Immunisierungen sowie die Infizierbarkeit beeinflussen. Deshalb ist es wichtig, eine Balance zwischen der T-Helferzellantwort und den übrigen Immunantworten zu finden. Eine zu starke Aktivierung der CD4+-T-Helferzellen kann sonst die schützende Immunantwort aufheben.

„Im ungünstigen Fall kann eine Immunisierung gegen HIV die Infektion begünstigen, wie Ergebnisse aus einer AIDS–Impfstoffstudie beim Menschen belegen“, sagt Christiane Stahl-Hennig, die gemeinsam mit dem früheren DPZ-Mitarbeiter Sieghart Sopper die Affenstudie konzipiert hatte. „Die Studie wurde am Menschen durchgeführt, obwohl eine vergleichbare Impfstrategie im Affen fehlgeschlagen war. Sorgfältig geplante und durchgeführte Tierversuche sind deshalb als vorklinische Studien essentiell, um mögliche Risiken, die durch eine Impfung gegen AIDS entstehen könnten, zu erkennen und zu vermeiden. Wir glauben, dass wir eine wirksame Komponente für einen zusammengesetzten Impfstoff gefunden haben. Die Immunisierung mit SIV-Komponenten in einem Geflügelpockenvektor scheint sicher und erfolgversprechend zu sein. In folgenden Versuchen wollen wir nun die Booster-Immunisierung weiter verbessern, um eine noch höhere Effizienz und Schutzrate zu erzielen.“

Originalpublikation

Sauermann, U, Radaelli, A, Stolte-Leeb, N, Raue, K, Bissa, M, Zanotto, C, Frawczak, M, Tenbusch, M, Überla, K, Keele, BF, de Guilio Morghen, C, Sopper, S, Stahl-Hennig, C (2017): Vector order determines protection against pathogenic simian immunodeficiency virus infection in a triple component vaccine by balancing CD4+ and CD8+ T-cell responses. Journal of Virology. doi: 10.1128/JVI.01120-17

Kontakt und Hinweise für Redaktionen

Prof. Dr. Christiane Stahl-Hennig
Tel.: +49 551 3851-154
E-Mail: stahlh@dpz.eu

Dr. Ulrike Sauermann
Tel.: +49 551 3851-296
E-Mail: usauerm@dpz.eu

Dr. Sylvia Siersleben (Kommunikation)
Tel.: +49 551 3851-163
E-Mail: ssiersleben@dpz.eu

Druckfähige Bilder sowie Bildunterschriften finden Sie in unserer Mediathek. Die Pressemitteilung mit weiterführenden Informationen finden Sie auch auf unserer Website. Bitte senden Sie uns bei Veröffentlichung einen Beleg.

Die Deutsches Primatenzentrum GmbH (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung betreibt biologische und biomedizinische Forschung über und mit Primaten auf den Gebieten der Infektionsforschung, der Neurowissenschaften und der Primatenbiologie. Das DPZ unterhält außerdem vier Freilandstationen in den Tropen und ist Referenz- und Servicezentrum für alle Belange der Primatenforschung. Das DPZ ist eine der 91 Forschungs- und Infrastruktureinrichtungen der Leibniz-Gemeinschaft.

Weitere Informationen:

http://medien.dpz.eu/webgate/keyword.html?currentContainerId=4101 - Druckfähige Bilder aus der DPZ-Mediathek
http://www.dpz.eu/de/startseite/einzelansicht/news/neue-impfstrategie-gegen-aids... - DPZ-Website
http://jvi.asm.org/content/early/2017/09/08/JVI.01120-17 - Originalpublikation

Dr. Susanne Diederich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der sechste Sinn der Tiere: Ein Frühwarnsystem für Erdbeben?
03.07.2020 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

nachricht Wirkstoffe aus Kieler Meeresalgen als Mittel gegen Infektionen und Hautkrebs entdeckt
03.07.2020 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren. Die Ergebnisse sind in Nature Communications veröffentlicht.

Supraleitung ist ein physikalisches Phänomen, das bei niedrigen Temperaturen in vielen Materialien auftritt und das sich durch einen verschwindenden...

Im Focus: Elektronen auf der Überholspur

Solarzellen auf Basis von Perowskitverbindungen könnten bald die Stromgewinnung aus Sonnenlicht noch effizienter und günstiger machen. Bereits heute übersteigt die Labor-Effizienz dieser Perowskit-Solarzellen die der bekannten Silizium-Solarzellen. Ein internationales Team um Stefan Weber vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz hat mikroskopische Strukturen in Perowskit-Kristallen gefunden, die den Ladungstransport in der Solarzelle lenken können. Eine geschickte Ausrichtung dieser „Elektronen-Autobahnen“ könnte Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen.

Solarzellen wandeln das Licht der Sonne in elektrischen Strom um. Dabei wird die Energie des Lichts von den Elektronen des Materials im Inneren der Zelle...

Im Focus: Electrons in the fast lane

Solar cells based on perovskite compounds could soon make electricity generation from sunlight even more efficient and cheaper. The laboratory efficiency of these perovskite solar cells already exceeds that of the well-known silicon solar cells. An international team led by Stefan Weber from the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz has found microscopic structures in perovskite crystals that can guide the charge transport in the solar cell. Clever alignment of these "electron highways" could make perovskite solar cells even more powerful.

Solar cells convert sunlight into electricity. During this process, the electrons of the material inside the cell absorb the energy of the light....

Im Focus: Das leichteste elektromagnetische Abschirmmaterial der Welt

Empa-Forschern ist es gelungen, Aerogele für die Mikroelektronik nutzbar zu machen: Aerogele auf Basis von Zellulose-Nanofasern können elektromagnetische Strahlung in weiten Frequenzbereichen wirksam abschirmen – und sind bezüglich Gewicht konkurrenzlos.

Elektromotoren und elektronische Geräte erzeugen elektromagnetische Felder, die bisweilen abgeschirmt werden müssen, um benachbarte Elektronikbauteile oder die...

Im Focus: The lightest electromagnetic shielding material in the world

Empa researchers have succeeded in applying aerogels to microelectronics: Aerogels based on cellulose nanofibers can effectively shield electromagnetic radiation over a wide frequency range – and they are unrivalled in terms of weight.

Electric motors and electronic devices generate electromagnetic fields that sometimes have to be shielded in order not to affect neighboring electronic...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz QuApps zeigt Status Quo der Quantentechnologie

02.07.2020 | Veranstaltungen

Virtuelles Meeting mit dem BMBF: Medizintechnik trifft IT auf der DMEA sparks 2020

17.06.2020 | Veranstaltungen

Digital auf allen Kanälen: Lernplattformen, Learning Design, Künstliche Intelligenz in der betrieblichen Weiterbildung, Chatbots im B2B

17.06.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der sechste Sinn der Tiere: Ein Frühwarnsystem für Erdbeben?

03.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Effizient, günstig und ästhetisch: 
Forscherteam baut Elektroden aus Laubblättern

03.07.2020 | Energie und Elektrotechnik

Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

03.07.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics