Universeller Impfstoff gegen Viren und Bakterien in Planung

"Herkömmliche Impfstoffe zielen auf spezifische Krankheitserreger ab und sind daher gegen vielfältige Atemwegserkrankungen nur bedingt wirksam", schrieben Bali Pulendran, Immunologe an der Stanford University in Palo Alto (US-Bundesstaat Kalifornien), und seine Co-Autoren in der US-Wissenschaftszeitschrift "Science" (doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-00506-y).

Die herkömmlichen Vakzine setzen zum allergrößten Teil auf jenen Teil des Immunsystems, welcher durch Kontakt mit Krankheitserregern - im Fall von Impfungen mit Antigenen der Krankheitsverursacher - lernt, eine Abwehrreaktion durch Antikörper aufzubauen. Impfungen führen zu einem lang wirksamen immunologischen Gedächtnis. Im Falle eines erneuten Kontakts mit einem Antigen springt die Abwehr sofort wieder an. Das ist aber spezifisch jeweils nur für einen Krankheitserreger der Fall, ob dies Influenza-Viren, Masernviren oder zum Beispiel SARS-CoV-2 ist. Es kommt zu einer "erworbenen" Immunität im Rahmen des adaptiven Immunsystems.

Anders funktioniert das angeborene Immunsystem als erste und schnelle Abwehr. In den Körper eingedrungene Krankheitserreger werden von Rezeptoren, zum Beispiel sogenannten Toll-like-Rezeptoren auf Immunzellen, erkannt. Daraufhin kommt es zur Produktion von Interferonen, welche den Organismus auf Infektionsabwehr trimmen und Fresszellen (z.B. Makrophagen) und natürliche Killerzellen (NK-Zellen) als erste Abwehrlinie alarmieren. Auch das sogenannte Komplementsystem, das infizierte Zellen markiert, wird aktiviert. Diese Immunreaktion ist relativ unspezifisch und kann gegen Viren und Bakterien wirken.

Die US-Wissenschafter haben sich auf eine per Nasenspray verabreichbare Vakzine konzentriert, welche das angeborene Immunsystem ankurbeln soll. "Wir beschreiben eine intranasale liposomale (an Fettkügelchen gebundene; Anm.) Formulierung, die Toll-like-Rezeptor-Gegenstücke (Liganden; Anm.) vom Typ TLR-4- und TLR-7/8 mit Ovalbumin-Eiweiß kombiniert und Mäusen mindestens drei Monate lang einen breiten und anhaltenden Schutz gegen Infektionen mit SARS-CoV-2 und Staphylococcus aureus bot . Darüber hinaus schützte der Impfstoff Mäuse auch vor anderen Viren (SARS-CoV-2, SARS, SCH014-Coronavirus) und Bakterien wie Acinetobacter baumannii und Allergenen."

Breite Immunreaktion hervorgerufen

Mäuse, denen vier Dosen des nasal verabreichten Impfstoffs verabreicht wurden, entwickelten demnach eine Immunität gegen SARS-CoV-2 und andere Coronaviren sowie gegen die angegebenen Bakterien, die auch Atemwegsinfektionen verursachen.

"Ein weiterer neuartiger Vorteil bestand darin, dass die aktivierten Signalwege auch die Mechanismen unterdrückten, die eine Überempfindlichkeit gegenüber Hausstaubmilben vermitteln. Allergisches Asthma wurde dadurch verhindert", berichtete die britische Wissenschaftszeitschrift "Nature" zu den Forschungen der US-Wissenschafter.

Analysen der Schutzwirkung offenbarten demnach, was Pulendran als Zwei-Schutzwall-System bezeichnete: Eine erste Schleimhautbarriere begrenzt das Eindringen von Krankheitserregern in die Lunge. "Dann", erklärte er, "bereitet diese Schleimhautimpfung das Immunsystem der Lunge so vor, dass es außerordentlich schnell eine virusspezifische Immunantwort auslöst, um die wenigen Viren zu bekämpfen, die den ersten Schutzwall durchbrechen." Hinzu kommt die bei den Labormäusen festgestellte breite Wirksamkeit über mehrere Virus- und Bakterienarten hinweg.

Entscheidend ist Wirkung beim Menschen

"Das ist wirklich eine fantastische und spannende Studie. Die Daten sind für mich sehr eindeutig", wurde dazu Akiko Iwasaki, Immunbiologin an der Yale University in New Haven, US-Bundesstaat Connecticut, in "Nature" zitiert. "Wenn es beim Menschen funktioniert, wäre das wirklich bemerkenswert."

Zhou Xing, Immunologe an der McMaster University in Hamilton (Kanada), erklärte dazu, dass die Ergebnisse diejenigen nicht überraschen werden, die mit den Fortschritten bei über die Schleimhaut verabreichbaren (in diesem Fall nasalen) Impfstoffen vertraut wären. "Wir nennen es einen 'Brückenimpfstoff'", sagte er. Die Idee dahinter sei, das angeborene Immunsystem zu nutzen, um einen nicht-selektiven Schutz vor Krankheitserregern zu erzeugen.

Die Experten warnten aber auch gleichzeitig, dass das Übertragen von Ergebnissen aus Versuchen an Mäusen auf den Menschen nicht einfach sei. Das Ankurbeln des angeborenen Immunsystems über einen längeren Zeitraum hinweg könne auch zu Nebenwirkungen führen. Entsprechend äußerte sich auch Pulendran: ""Mäuse liefern uns das konzeptionelle Gerüst und Hinweise darauf, wie es funktionieren könnte. Aber letztendlich zählt nur: Funktioniert es auch beim Menschen?"