Impfstoffentwicklung Infektion im Schneckentempo: Ein möglicher Ansatz gegen Malaria

Anbieter zum Thema

Universitätsklinikum Heidelberg

Kern & Sohn GmbH

t & p Triestram & Partner GmbH

PCE Deutschland GmbH

Sie müssen nur langsam genug sein – dieses Motto verfolgen Heidelberger Infektiologen, nicht für sich, sondern für Malaria-Erreger. Denn indem die Wissenschaftler die Entwicklung der Erreger genetisch verlangsamen, geben sie dem Immunsystem des Wirts die nötige Zeit, um sich gegen die Krankheit zu rüsten. Bei Mäusen zeigte diese Strategie bereits Wirkung als potenzielle Impfung.

Etwa 250 Millionen Menschen erkranken jährlich an Malaria, rund 95 Prozent davon in Afrika. Mehr als 600.000 sterben jedes Jahr daran, vor allem Kinder unter fünf Jahren. Und obwohl weltweit an Impfungen gegen die tropische Infektionskrankheit geforscht wird, gibt es aktuell noch keinen Impfstoff, der ausreichend zuverlässig wirkt und bezahlbar wäre.

Einen neuen Ansatz haben Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät Heidelberg der Universität Heidelberg, des Zentrums für Infektiologie des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD) und des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) entwickelt und bereits erfolgreich im Tierversuch erprobt. Sie verwendeten genetisch veränderte Malaria-Parasiten, die sich nach der Übertragung durch Moskitos so langsam in Mäusen vermehrten, dass das Immunsystem der Tiere sie erfolgreich bekämpfen konnte. Es bildete sich ein Immungedächtnis aus, das die geimpften Tiere bei späteren Malaria-Infektionen in unterschiedlichem Ausmaß vor schweren Symptomen schützte. Die Erkenntnisse könnten zukünftig die Entwicklung zuverlässiger Impfstoffe unterstützen.

Dr. Julia Sattler, die Erstautorin der nun veröffentlichten Arbeit, suchte nach einem Weg, das Immunsystem bestmöglich auf eine Infektion mit Plasmodien vorzubereiten. „Der Erreger entwickelt sich von den so genannten Sporozoiten, die durch den Mückenstich übertragen werden, über die Vermehrungsstadien in der Leber hin zu denen im Blut, welche die schweren Symptome verursachen. Daher sollte eine komplett durchlaufene ‚harmlose‘ Infektion am besten funktionieren, besser als zum Beispiel einzelne Proteinstücke der Erreger“, sagt sie.

Mückenbekämpfung per Hörsinn

Gegen Malaria: Forscher wollen Mücken beim Hören stören

Langsame Erreger als Training fürs Immunsystem

Bei der Suche nach einem „harmlosen“ Plasmodium-Parasiten half die Recherche in einer Gendatenbank: Von den rund 5.000 Genen des Parasiten ist bereits die Hälfte zu einem gewissen Maße entschlüsselt und beschrieben. Man weiß, welche dieser Gene die Entwicklungsgeschwindigkeit des Parasiten im Blut beeinflussen könnten. Dem Team gelang es, 17 Linien des Nagetier-Parasiten Plasmodium berghei zu züchten, bei denen jeweils eines dieser Entwicklungs-Gene ausgeschaltet war. Einzelne dieser Linien entwickelten sich tatsächlich deutlich verlangsamt, dabei weitestgehend normal in der Mücke und der Leber infizierter Mäuse. Zwei Linien wurden erfolgreich vom Immunsystem der Mäuse bekämpft. „Diese beiden Hauptkandidaten für einen Impfstoff waren gleichzeitig auch die langsamsten Linien. Sie brauchten für ihre Entwicklung und Vermehrung rund drei- bis viermal so lang wie unveränderte Plasmodien“, sagt Sattler.

Die sicherste Impfwirkung erzielte die langsamste Linie: Bei späteren Infektionen mit unveränderten Erregern nach drei, sechs und zwölf Monaten verstarb keines der geimpften Tiere, sie waren entweder vollständig vor Malaria geschützt oder entwickelten nur milde Symptome, die von allein ausheilten.

Übertragung auf den Menschen herausfordernd

Aktuell forschen die Wissenschaftler daran, die Methode auf den Menschen zu übertragen. Geleitet wird das Team von Professor Friedrich Frischknecht, Arbeitsgruppenleiter am Zentrum für Infektiologie des UKHD und Wissenschaftler im DZIF-Forschungsbereich „Malaria und vernachlässigte Tropenkrankheiten“.

Die Forschenden haben bereits zwei Linien des Erregers der menschlichen Malaria, Plasmodium falciparum, mit verlangsamter Wachstumsrate erzeugt. Allerdings vermehrt sich der Erreger nicht in Mäusen. „Wir können die genetisch veränderten Parasiten zwar erzeugen, aber sie durchlaufen im Labor nicht ihren kompletten Entwicklungszyklus. So ist es schwierig, die am besten geeigneten Varianten herauszufiltern“, erläutert Frischknecht das Problem. Bisher behelfen sich die Forscher mit Blut- und Zellkulturen, das sei aber kaum vergleichbar mit der Situation im lebenden Organismus, wie der Experte betont. „Wir halten unseren Ansatz für vielversprechend, aber bis wir ihn am Menschen erproben können, ist es noch ein langer Weg. Trotzdem liefert er uns bereits jetzt wertvolle Informationen für die Entwicklung zuverlässiger Impfstoffe.“

Originalpublikation: Sattler JM, Keiber L, Abdelrahim A, Zheng X, Jäcklin M, Zechel L, Moreau CA, Steinbrück S, Fischer M, Janse CJ, Hoffmann A, Hentzschel F, Frischknecht F; Experimental vaccination by single dose sporozoite injection of blood-stage attenuated malaria parasites; EMBO Mol Med Aug 5 2024, Epub, doi10.1038/s44321-024-00101-6

(ID:50125007)