Forscher haben eine bahnbrechende Impfstofftechnologie namens „proaktive Vakzinologie“ entwickelt, die das Immunsystem darauf trainiert, bestimmte Regionen verschiedener Coronaviren zu erkennen, auch solche, die noch nicht bekannt sind. Dank dieser Technologie bietet der Impfstoff Schutz vor einem breiten Spektrum potenzieller künftiger Coronavirus-Pandemien. Der Ansatz steht im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, indem er sich auf Viren vorbereitet, bevor sie entstehen, indem er eine „Quartet Nanocage“-Nanopartikelstruktur verwendet, um virale Antigene zu binden und eine Immunantwort auszulösen. Diese proaktive Methode könnte die Art und Weise, wie Impfstoffe gegen neu auftretende Bedrohungen entwickelt werden, revolutionieren und möglicherweise die Reaktion auf zukünftige Pandemien beschleunigen.
Forscher haben eine neue Impfstofftechnologie entwickelt, die in Tests mit Mäusen einen Schutz gegen eine Vielzahl von Coronaviren gezeigt hat, darunter auch solche, die künftige Krankheitsausbrüche verursachen könnten – selbst solche, die noch nicht identifiziert wurden.
Dabei handelt es sich um einen neuen Ansatz zur Impfstoffentwicklung namens „proaktive Vakzinologie“, bei dem Wissenschaftler einen Impfstoff entwickeln, bevor der krankheitserregende Erreger überhaupt auftritt.
Der neue Impfstoff trainiert das körpereigene Immunsystem, bestimmte Regionen von acht verschiedenen Coronaviren zu erkennen, darunter SARS-CoV-1. SARS-CoV-2und mehrere, die derzeit in Fledermäusen zirkulieren und das Potenzial haben, auf Menschen überzuspringen und eine Pandemie auszulösen.
Der Schlüssel zu seiner Wirksamkeit ist das Spezifische Virus Regionen, auf die der Impfstoff abzielt, kommen auch in vielen verwandten Coronaviren vor. Indem es das Immunsystem darauf trainiert, diese Regionen anzugreifen, bietet es Schutz vor anderen Coronaviren, die im Impfstoff nicht vertreten sind – auch solchen, die noch nicht einmal identifiziert wurden.
Immunantwort und Forschungsziele
Der neue Impfstoff enthält beispielsweise nicht das Coronavirus SARS-CoV-1, das 2003 den SARS-Ausbruch verursachte, löst aber dennoch eine Immunantwort auf dieses Virus aus.
„Unser Fokus liegt darauf, einen Impfstoff zu entwickeln, der uns vor der nächsten Coronavirus-Pandemie schützt, und ihn fertig zu haben, bevor die Pandemie überhaupt begonnen hat“, sagte Rory Hills, ein promovierter Forscher am Department of Pharmacology der University of Cambridge und Erstautor der Studie Bericht.
Er fügte hinzu: „Wir haben einen Impfstoff entwickelt, der Schutz gegen ein breites Spektrum verschiedener Coronaviren bietet – auch solche, von denen wir noch nicht einmal wissen.“
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Natur-Nanotechnologie.
Rory Hills, ein promovierter Forscher am Institut für Pharmakologie der Universität Cambridge, möchte mit einem Impfstoff ausgestattet sein, der uns vor der nächsten Coronavirus-Pandemie schützt, bevor die Pandemie überhaupt begonnen hat. Bildnachweis: Jacqueline Garget
„Wir müssen nicht warten, bis neue Coronaviren auftauchen. „Wir wissen genug über Coronaviren und die unterschiedlichen Immunreaktionen darauf, um jetzt mit der Entwicklung schützender Impfstoffe gegen unbekannte Coronaviren beginnen zu können“, sagte Professor Mark Howarth von der Abteilung für Pharmakologie der Universität Cambridge, leitender Autor des Berichts.
Er fügte hinzu: „Wissenschaftler haben bei der schnellen Entwicklung eines äußerst wirksamen COVID-Impfstoffs während der letzten Pandemie großartige Arbeit geleistet, aber die Welt befand sich immer noch in einer massiven Krise mit einer großen Zahl von Todesfällen.“ Wir müssen herausfinden, wie wir es in Zukunft noch besser machen können, und ein wichtiger Teil davon ist, mit der Entwicklung der Impfstoffe im Voraus zu beginnen.“
Der neue „Quartet Nanocage“-Impfstoff basiert auf einer Struktur namens Nanopartikel – einer Kugel aus Proteinen, die durch unglaublich starke Wechselwirkungen zusammengehalten werden. Mit einem neuartigen „Protein-Sekundenkleber“ werden Ketten verschiedener viraler Antigene an dieses Nanopartikel gebunden. In diesen Ketten sind mehrere Antigene enthalten, die das Immunsystem darauf trainieren, bestimmte Regionen anzugreifen, die in einem breiten Spektrum von Coronaviren vorkommen.
Kooperationen und technologische Innovationen
Diese Studie zeigte, dass der neue Impfstoff eine breite Immunantwort auslöst, selbst bei Mäusen, die vorab mit SARS-CoV-2 immunisiert waren.
Der neue Impfstoff ist viel einfacher konzipiert als andere derzeit in der Entwicklung befindliche Impfstoffe mit umfassendem Schutz, was den Forschern zufolge seinen Weg in klinische Studien beschleunigen dürfte.
Die von ihnen entwickelte zugrunde liegende Technologie hat auch das Potenzial, bei der Impfstoffentwicklung zum Schutz vor vielen anderen gesundheitlichen Herausforderungen eingesetzt zu werden.
Die Arbeit umfasste eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der Universität Cambridge Universität von Oxford, und Caltech. Es ist eine Verbesserung früherer Arbeiten der Oxford- und Caltech-Gruppen zur Entwicklung eines neuartigen All-in-One-Impfstoffs gegen Bedrohungen durch Coronaviren. Der von Oxford und Caltech entwickelte Impfstoff soll Anfang 2025 in die klinischen Studien der Phase 1 eintreten, aber seine Komplexität macht die Herstellung schwierig, was die Produktion in großem Maßstab einschränken könnte.
Herkömmliche Impfstoffe enthalten ein einzelnes Antigen, um das Immunsystem so zu trainieren, dass es auf ein einzelnes spezifisches Virus abzielt. Dies schützt möglicherweise nicht vor einer Vielzahl bestehender Coronaviren oder vor neu auftretenden Krankheitserregern.
Referenz: „Proaktive Impfung mit multiviralen Quartett-Nanokäfigen zur Auslösung breiter Anti-Coronavirus-Reaktionen“ von Rory A. Hills, Tiong Kit Tan, Alexander A. Cohen, Jennifer R. Keeffe, Anthony H. Keeble, Priyanthi NP Gnanapragasam, Kaya N. Storm , Annie V. Rorick, Anthony P. West Jr., Michelle L. Hill, Sai Liu, Javier Gilbert-Jaramillo, Madeeha Afzal, Amy Napier, Gabrielle Admans, William S. James, Pamela J. Bjorkman, Alain R. Townsend und Mark R. Howarth, 6. Mai 2024, Natur-Nanotechnologie.
DOI: 10.1038/s41565-024-01655-9
Die Studie wurde vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council finanziert.