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Rhesusaffen © Karin Tilch
Rhesusaffen bei der sozialen Fellpflege im Außengehege des Deutschen Primatenzentrums. © Karin Tilch

AIDS: Aktivierung des Immunsystems mit neuer Impfung

Ein wirksamer Impfstoff gegen das HI-Virus ist trotz aller medizinischen Behandlungserfolge dringend notwendig. 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.

Hürden für den Impfstoff
Wissenschaftlerinnen der Studie © Karin Tilch
Dr. Ulrike Sauermann (links), Wissenschaftlerin in der Abteilung Infektionsmodelle, und Prof. Christiane Stahl-Hennig (rechts), Leiterin der Abteilung Infektionsmodelle. Gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam haben sie eine neue Impfstrategie gegen AIDS getestet. © Karin Tilch

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.

Anregen und verstärken

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.


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