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Ein Impfstoff, den man einatmet statt in den Arm injiziert zu bekommen, hat gerade die Art von Potenzial gezeigt, die unsere Vorstellung davon verändern kann, wie man Atemwegsviren stoppt: Er kann die H5N1-Vogelgrippe dort stoppen, wo die Infektion beginnt — in der Nase und den oberen Atemwegen — und verhinderte in Tierversuchen, dass sich die Krankheit durchsetzt.
Den Virus am Tor stoppen
H5N1, der aviäre Influenza-Stamm, der sich seit 2014 stillschweigend in den Vereinigten Staaten ausgebreitet hat, bleibt eine anhaltende Bedrohung, weil er von Wildvögeln auf Nutztiere überspringt und sogar Menschen infiziert hat. Sporadische menschliche Fälle — mehr als 70 in den USA seit 2022, einschließlich zweier Todesfälle — erinnern daran, dass das Virus weiterhin ausreichend Gelegenheit zur Evolution hat. Die Gefahr besteht nicht nur in schweren Erkrankungen einzelner Personen; das Risiko besteht darin, dass das Virus eines Tages Eigenschaften erwerben könnte, die eine anhaltende Mensch-zu-Mensch-Übertragung ermöglichen.
Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis verfolgten eine andere Abwehrstrategie: Immunität dort aufbauen, wo das Virus dem Körper zuerst begegnet. Anstatt sich auf injizierte Impfstoffe zu verlassen, die vorwiegend zirkulierende Antikörper im Blut erzeugen, passten sie eine Nasenspray-Plattform an, um ein konstruiertes Antigen direkt in die oberen Atemwege zu bringen. Das Ergebnis: robuste lokale Immunität in den Nasengängen und Lungen sowie nahezu kompletter Schutz gegen H5N1 bei mit dem Virus exponierten Mäusen und Hamstern.
Wie der Impfstoff hergestellt wird und warum das wichtig ist
Die Wissenschaft hinter diesem intranasalen Impfstoff kombiniert zwei bekannte Konzepte — Antigendesign und virale Vektorverabreichung — und wendet sie gezielt dort an, wo sie am wichtigsten sind. Das Team wählte Oberflächenproteine aus H5N1-Stämmen aus, die dafür bekannt sind, Menschen zu infizieren, und entwickelte dann ein optimiertes Antigen, das Merkmale hervorhebt, die bei diesen Varianten gemeinsam sind. Dieses Antigen wurde in einen harmlosen, nicht-replizierenden Adenovirus verpackt, der als Vehikel dient, das das Antigen in die Zellen der Atemwegsschleimhaut transportiert.
Diese Plattform ist wiedererkennbar: Sie ähnelt einem nasalen COVID-19-Impfstoff, der früher an derselben Institution entwickelt und seit 2022 in Indien eingesetzt wird, und das Design ist bereits in den USA in klinischen Tests vorangeschritten. Der Vorteil, das Antigen auf mukosalen Oberflächen zu platzieren, ist klar. Immunabwehrmechanismen in der Nase können ein Atemwegsvirus abfangen, bevor es sich festsetzt. Wenn das Immunsystem in diesen Geweben primiert wird, ergibt sich sowohl Schutz vor schwerer Erkrankung als auch, entscheidend, eine verringerte Wahrscheinlichkeit für die Weitergabe des Virus.
„Unser Impfstoff für Nase und obere Atemwege — nicht der klassische Stich in den Arm, den die Menschen kennen — kann sowohl vor Infektionen der oberen Atemwege als auch vor schweren Erkrankungen schützen“, sagte Jacco Boon, PhD, Co-Senior-Autor der Studie. „Das könnte besseren Schutz gegen Übertragung bieten, weil er Infektionen von vornherein verhindert.“
Tierversuche: starker Schutz, sogar bei vorhandener Grippeimmunität
In kontrollierten Laborversuchen waren Hamster und Mäuse, die den nasalen Impfstoff erhielten, weitgehend vor einer H5N1-Infektion geschützt. Der Schutz hielt selbst dann an, wenn die Tiere niedrige Impfstoffdosen erhielten und hohen Virusdosen ausgesetzt wurden. Ebenso wichtig: Vorbestehende Immunität gegen saisonale Influenza — die die meisten Menschen bereits durch frühere Infektionen oder Impfungen tragen — schwächte die Wirksamkeit des nasalen Impfstoffs nicht. Das adressiert eine zentrale Sorge bei jedem neuen Grippeimpfstoff, da immunologisches Gedächtnis gegenüber nicht verwandten Influenzastämmen manchmal die Reaktion auf neu eingeführte Antigene verzerren kann.
„Die direkte Verabreichung des Impfstoffs in die oberen Atemwege, dort wo Schutz gegen Atemwegsinfektionen am meisten benötigt wird, könnte den Kreislauf von Infektion und Übertragung unterbrechen“, bemerkte Michael S. Diamond, MD, PhD, Co-Senior-Autor. „Das ist entscheidend, um die Ausbreitung von H5N1 ebenso wie von anderen Grippe- und Atemwegsstämmen zu verlangsamen.“
Die zentrale Erkenntnis ist einfach: mukosale Immunität zählt. Ein Impfstoff, der starke Antikörper- und zelluläre Antworten in den Nasengängen induziert, kann sowohl schwere Erkrankungen verhindern als auch das Übertragungsrisiko verringern.
Wissenschaftlicher Kontext und Implikationen
Traditionelle saisonale Grippeimpfstoffe zielen darauf ab, schwere Verläufe zu reduzieren, indem sie systemische Antikörperantworten stimulieren. Dabei leisten sie einen gewissen Beitrag, sind jedoch nicht darauf optimiert, Infektionen in den oberen Atemwegen zu blockieren. Für zoonotische Bedrohungen wie H5N1, die in tierischen Reservoiren weiterhin weit zirkulieren, kann das Abschneiden der Infektion am Eintrittspunkt den Unterschied zwischen isolierten Übertragungsereignissen und einem schnell ausbreitenden Ausbruch bedeuten.
Ein Antigen so zu gestalten, dass es konservierte Elemente über menschliche H5N1-infizierende Stämme hinweg erfasst, hilft dem Immunsystem, ein sich veränderndes Ziel zu erkennen. Die Kombination dieses Antigens mit einem Adenovirus-Vektor optimiert die Verabreichung an mukosale Gewebe. Die Nettoauswirkung in Tiermodellen war eine breite, potente Immunität, fokussiert dort, wo sie am wichtigsten ist.
Es gibt praktische Gründe, warum diese Strategie über den Laborerfolg hinaus relevant ist. Ein mukosaler Impfstoff, der die Übertragung reduziert, könnte in landwirtschaftlichen Umgebungen, unter Geflügelarbeitern und in Gemeinden eingesetzt werden, in denen häufig Schnittstellen zwischen Tieren und Menschen bestehen. Er könnte außerdem als Plattform dienen, die sich an andere Atemwegserreger anpassen lässt — ein wichtiger Aspekt für die pandemische Vorsorge und das Krisenmanagement.
Nächste Schritte und Tests in realen Umgebungen
Das Forschungsteam plant weitere Tierversuche und Experimente mit Organoiden, die menschliches Immungewebe modellieren. Zudem beabsichtigen die Forschenden, den Impfstoff weiter zu verfeinern, um verbleibende Interferenzen durch vorherige saisonale Grippeexposition weiter zu minimieren und gleichzeitig antivirale Antworten zu verstärken. Diese Verfeinerungen werden die Dosisauswahl, die Liefermechanismen und die Sicherheitsbewertungen informieren, die vor Beginn von Humanstudien erforderlich sind.
Regulatorische Wege für mukosale Impfstoffe sind etabliert, aber anspruchsvoll. Sicherheitsdaten müssen sorgfältig überwacht werden, da die Verabreichung in die Atemwege andere immunologische und entzündliche Profile auslösen kann als intramuskuläre Injektionen. Dennoch bietet die Tatsache, dass dieselbe Plattform bereits in klinischen Tests für COVID-19 verwendet wurde, eine nützliche Orientierung für den weiteren Fortschritt.
Experteneinschätzung
„Diese Arbeit ist ein Beispiel für die Wende, die wir seit Jahren brauchen: Priorisierung der Immunität an den Eintrittsstellen“, sagte Dr. Claire Moreno, eine Impfstoffforscherin für Infektionskrankheiten, die nicht an der Studie beteiligt war. „Man kann hohe Antikörperspiegel im Blut haben und dennoch ein Virus die Nase replizieren lassen. Mukosale Impfstoffe zielen darauf ab, diese Lücke zu schließen. Wenn sie sich beim Menschen als sicher und skalierbar erweisen, werden sie eine starke Ergänzung unseres pandemischen Werkzeugkastens sein.“
Es gibt keine einzelne Patentlösung zur Verhinderung von Pandemien. Aber die Ausrichtung auf das erste Schlachtfeld — die Nase und die oberen Atemwege — ist eine Strategie mit klarer Logik und nun greifbarer experimenteller Unterstützung. Die kommenden Monate der Prüfung werden zeigen, ob dieser intranasale Ansatz von vielversprechenden Tierversuchsresultaten zu einem verfügbaren Instrument für Menschen mit H5N1-Risiko und möglicherweise auch gegen andere Atemwegsbedrohungen werden kann.
Quelle: scitechdaily
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