Medizin: Neue Impfstoffe gegen Ebola, Dengue und Krebs getestet
Von Franziska Dzugan
Lady Mary Wortley Montagu konnte ihren Blick nicht abwenden: Was der osmanische Arzt da vollführte, war in ihrer Heimat Großbritannien völlig unbekannt. Er stach einem leicht an Pocken erkrankten Patienten die Eiterpickel auf, quetschte die gelbliche Flüssigkeit heraus und verrührte sie in einer kleinen Schale mit Wasser. Dann begab er sich zu einem gesunden Kunden. Diesem ritzte er die Haut an den Armen auf und träufelte den Pockeneiter in die kleine Wunde. "Einpropfung“ nannte man das in Istanbul, wohin die britische Schriftstellerin mit ihrer Familie 1716 gezogen war. Sie berichtete ihren einflussreichen Freunden in Großbritannien vom Alltag im Orient. Lady Marys Bruder war kurz zuvor an Pocken gestorben, einer Krankheit, die damals bis zu 30 Prozent der Bevölkerung dahinraffte. Ihre Beobachtung beim osmanischen Arzt beeindruckte sie schwer: Lady Mary ließ ihre eigenen Kinder impfen. Zurück in Großbritannien, überzeugte sie sogar König Georg I., seinen Enkel behandeln zu lassen.
Die primitive Impfmethode war freilich nicht ungefährlich: Nicht wenige Menschen starben, weil Ärzte ihnen zu hohe Dosen des Eiters verpassten. Dennoch hatte Lady Mary dem Kampf gegen die Pocken einen entscheidenden Anstoß gegeben. Einige Jahre später entdeckte man, dass eine Infektion mit den für den Menschen harmlosen Kuhpocken ebenfalls vor der Krankheit schützt. Der britische Arzt Edward Jenner probierte das erstmals 1796. Seit 1980 gelten die Pocken als ausgerottet.
An der Eliminierung der Masern ist man bisher gescheitert. Das liegt nicht zuletzt an der Skepsis vieler Menschen gegenüber Impfungen, auch Vakzine genannt. In Österreich gab es seit Jahresbeginn bereits doppelt so viele Masernfälle wie 2016. Die neue Gesundheitsministerin Pamela Rendi-Wagner will nun eine Impfpflicht für Gesundheitspersonal rechtlich prüfen lassen. Immerhin steckten sich heuer 15 Prozent der Masernpatienten im Krankenhaus an oder betreffen das Personal.
Während sich Gesundheitsexperten mit Impfmüdigkeit abmühen, arbeiten Wissenschafter mit Hochdruck an neuen Impfstoffen. Vor allem die Gentechnik ermöglicht die Entwicklung von Vakzinen in Rekordgeschwindigkeit. Noch während 2015 die Ebolaepidemie in Westafrika wütete, wurden erste Impfungen gegen das gefährliche Virus erprobt. Seit 2016 steht ein klinisch getesteter Impfstoff bereit. Auch gegen das in Amerika gehäuft auftretende Zikavirus, das bei Infektionen während der Schwangerschaft zu Schädelmissbildungen von Babys führen kann, gibt es bereits drei verschiedene Impfstoffe in der Testphase. Die US-Forscherin Julie Ledgerwood verabreicht ihren Probanden derzeit zum Beispiel eine DNA-Vakzine, in der sich ein Stück des Genoms des Zikavirus befindet.
Die Herstellung klassischer Impfungen wie jene gegen Tollwut war bisher nur in Hochsicherheitslaboren möglich. Nun wird ein neuer, auf Gentechnik basierender Impfstoff entwickelt, der nur noch kleinste Bestandteile des Tollwut-Virus enthält. Er wird in großer Menge, billiger und sicherer herstellbar sein. Ärzte ohne Grenzen stellte vergangene Woche einen neuen Impfstoff gegen die Durchfall verursachenden Rotaviren vor. Er ist ebenfalls billiger und hitzebeständiger als die bisher erhältlichen.
Österreichische Forscher mischen bei der Erfindung neuer Impfstoffe maßgeblich mit. Aber wie funktionieren die neuen Waffen gegen Infektionskrankheiten? Und weshalb sind sogar gegen Krebs und Cholesterin Impfungen in Sicht?
Virenvehikel: Ebola, Chikungunya, Dengue
Ein ungefährlicher Erreger verkleidet sich als Ebolavirus: Die sogenannte Vektortechnik nützt das für den Menschen ungefährliche Schimpansen-Adenovirus, um dem Immunsystem vorzugaukeln, der Körper habe sich mit Ebola infiziert. Kanadische Forscher schnitten dazu ein Stück aus dem Genom des Adenovirus und ersetzen es mit Erbinformationen aus dem Ebolavirus. Der Impfstoff rVSV-ZEBOV löst also mit einem völlig ungefährlichen Tiervirus, an dessen Oberfläche sich ebenfalls unschädliche Ebolaproteine befinden, eine Immunreaktion und somit Immunität aus. Der Körper wähnt sich infiziert und beginnt mit der Produktion von Antikörpern gegen Ebola.
Im Tierversuch war die Impfung vielversprechend, und kurz nach dem Ausbruch der Ebolaepidemie in Westafrika begann die WHO mit Tests am Menschen. Studienleiterin Ana Maria Henao Restrepo ging dabei nach dem "Ring-Prinzip“ vor, einem Verfahren, mit dem man einst die Pocken ausrottete. Im Umfeld von Ebolapatienten in Guinea und Sierra Leone ermittelte Henao Restrepo 80 Personen, die mit dem Infizierten direkt oder über eine andere Person Kontakt gehabt hatten. Knapp 12.000 Menschen wurden geimpft, die Hälfte sofort, die andere Hälfte drei Wochen nach dem Kontakt mit einem Erkrankten. Keiner der sofort geimpften Studienteilnehmer steckte sich in der Folge mit dem gefährlichen Virus an, von den später geimpften 6000 Menschen erkrankten 23. Nur ein Studienteilnehmer zeigte als Nebenwirkung starkes Fieber, sonst kam es in Einzelfällen zu Kopf-oder Muskelschmerzen. Noch wissen die Forscher allerdings nicht, wie lange die Impfung den Menschen vor Ebola schützt. Bis 2018 sollte der Wirkstoff alle Zulassungsprozesse durchlaufen haben.
"Diese Impfstoffe gelten als absolut sicher, weil nur Teile des Erregers in den Körper gelangen, und nicht das ganze Virus“, sagt Herwig Kollaritsch, Tropenmediziner an der MedUni Wien.
Ein Impfstoff gegen die Tropenkrankheit Chikungunya setzt ebenfalls auf die Vektortechnik. Das gentechnisch leicht zu verändernde Masern-Impfvirus wurde hier so modifiziert, dass es für das Immunsystem oberflächlich aussieht wie ein Chikungunyavirus. Der Körper entwickelt in der Folge Antikörper gegen den von Stechmücken übertragenen Erreger, wie die erste klinische Studie zeigte. Bei Gesunden gab es keine nennenswerten Nebenwirkungen, man weiß aber noch nicht, wie immungeschwächte Patienten auf den Impfstoff reagieren. Chikungunya löst Fieberschübe und Gelenksbeschwerden aus und tritt in Südostasien, Afrika, Indien und seit 2013 epidemieartig in Südamerika auf.
Nicht alle Impfungen sind letztlich so erfolgreich wie sie anfangs scheinen. Gegen das Denguefieber, eine Tropenkrankheit, die von Mücken übertragen wird und wegen der damit verbundenen starken Gliederschmerzen als Knochenbrecherkrankheit gefürchtet ist, gingen Immunologen ebenfalls mit der Vektortechnik vor. Das Gelbfieber-Impfvirus fungierte hier als Wirt für Erbinformationen des Dengueerregers. Doch in der letzten Phase der klinischen Tests stellte sich die Schutzwirkung als sehr bescheiden heraus.
Malaria: Parasiten-Killer
Impfungen gegen Viren sind im Vergleich zu solchen gegen Bakterien relativ leicht herzustellen. Einen Impfstoff gegen parasitäre Erreger zu entwickeln, ist noch viel kniffliger. Dennoch konnte ein Forscherteam am Tropeninstitut in Tübingen im vergangenen Februar einen großen Durchbruch vermelden: Sie testeten sehr erfolgreich eine Impfung gegen Malaria. Ein völlig neues Verfahren soll nun gegen die gefährliche Tropenkrankheit schützen, mit der sich 2015 mehr als 200 Millionen Menschen infizierten. 438.000 starben daran, der Großteil davon Babys in Afrika. Bisher scheiterte man an der Wandelbarkeit des Malariaerregers Plasmodium falciparum im Körper. Die Plasmodium-Parasiten wandern direkt in die Leber und wechseln dort, vereinfacht gesagt, ständig ihr Gewand. Deshalb fällt es den Abwehrzellen schwer, sie zu erkennen, bevor sie von der Leber ins Blut geschwemmt werden und dadurch die gefürchteten Fieberschübe auslösen.
Der neue Impfstoff setzt ganz am Beginn der parasitären Kette an: Die weibliche Anophelesmücke injiziert mit ihrem Stich Sporoziten, die sich im ersten Stadium des Erregers befinden. Anstatt diese in abgeschwächter Form zu impfen, verabreichten sie die Forscher um Peter Kremsner und Benjamin Mordmüller vom Tropeninstitut Tübingen und Heimo Lagler von der MedUni Wien ihren Probanden pur - zusammen mit dem Malariamedikament Chloroquin. Dieses verhinderte das Ausschwärmen ins Blut, während der Körper seine Immunabwehr auf die Plasmodien in der Leber konzentrieren konnte. Am besten funktionierte die dreimalige Injektion der höchsten Dosis der Sporoziten im Abstand von jeweils 28 Tagen, dazu wöchentlich die Gabe von Chloroquin. Jene neun Probanden, die diese Behandlung erhielten und zehn Wochen nach der letzten Impfung kontrolliert mit Malaria infiziert wurden, waren immun gegen die Krankheit. Am Ende der Therapie erhielten sie ein weiteres Malariamedikament, das die Krankheit vollständig eliminierte. Die Antikörper blieben im Körper. Wie lange der Impfschutz anhält, wird zurzeit untersucht.
"Wenn wir es schaffen, die Dosis und die Intervalle zwischen den Dosen zu optimieren, könnte sich diese Impfung eignen, Malaria in geografisch definierten Gegenden auszurotten“, schreiben die Autoren im Fachmagazin "Nature“. Nun sollen die klinischen Tests in die nächste Phase gehen und das Medikament an mehreren Hundert Patienten erprobt werden. "Die Impfung selbst verursachte keine Nebenwirkungen“, erklärt der Wiener Tropenmediziner Heimo Lagler. Das zusätzlich verabreichte Antimalariamittel Chloroquin löste allerdings bei manchen Probanden Nebenwirkungen wie Übelkeit und leicht erhöhte Leberwerte aus, weshalb man künftig auch andere Malariamedikamente einsetzen will. Zudem untersucht man derzeit in Tübingen, ob die Impfung auch gegen andere Malariastämme wirkt, die zwar nicht tödlich sind, aber chronische Fieberschübe verursachen.
Einziger Nachteil der Methode: Die Forscher müssen die Sporoziten mühsam aus dem Speichel von Anophelesmücken gewinnen, was einer Produktion in großem Maßstab entgegensteht. Auch an einer künstlichen Herstellung der Erreger arbeiten die Tübinger Forscher zurzeit.
Impfung gegen Herzinfarkt: Cholesterin-Senker
Mediziner experimentieren sogar mit Impfungen gegen Krankheiten, bei denen man es kaum vermuten würde. Das momentane Zauberwort in der Cholesterinforschung lautet PCSK9 (Proproteinkonvertase Subtilisin/Kexin Typ 9). Hemmt man dieses Protein im Blut, senkt man gleichzeitig das schädliche LDL-Cholesterin. Zu viel davon ist verantwortlich für die Verkalkung der Blutgefäße, deren Folge Herzinfarkte, Thrombosen und Schlaganfälle sind. Das Wiener Biotechnologie-Unternehmen Affiris hat gemeinsam mit dem Forscher Markus Zeitlinger eine als Impfung zu verabreichende Immuntherapie entwickelt, die den Körper dazu anregt, Antikörper gegen das Protein PCSK9 zu bilden.
Der erste klinische Test mit gesunden Probanden verlief vielversprechend: Nach drei Teilimpfungen im Abstand von je einem Monat hatten diese genug Antikörper gebildet. Nach einem Jahr wurden die Probanden neuerlich behandelt. Nun gilt es herauszufinden, wie lange die Antikörper im Blut bleiben und wie die Immuntherapie bei Risikopatienten mit hohen Cholesterinwerten wirkt. Sie werden die Zielgruppe des Medikaments sein, wenn es in einigen Jahren tatsächlich auf den Markt kommt. Bei den gesunden Probanden der ersten klinischen Studie seien nur leichte Nebenwirkungen wie Rötungen an der Einstichstelle und vereinzelt leichtes Fieber aufgetreten, berichtet Studienleiter Zeitlinger.
Schocktherapie: Staphylokokken-Impfung
Die Wiener Immunologin Martha Eibl und ihr Team sorgten vergangenen Sommer weltweit für Schlagzeilen: Sie haben den ersten Impfstoff gegen das toxische Schock-Syndrom (TSS) entwickelt - und in einer ersten klinischen Studie mit Bernd Jilma von der Medizinischen Universität Wien erfolgreich getestet. Auch hier würde man eher keine Impfung zur Bekämpfung der Krankheit vermuten. TSS ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die durch die Giftstoffe von Staphylokokken entsteht. Diese Bakterien befinden sich auf der Haut jedes Menschen und sind eigentlich ungefährlich. Bei menstruierenden Frauen, Dialysepatienten, Leberkranken und nach Herzoperationen können sie allerdings ein schweres Kreislauf- und Organversagen auslösen.
Ein biotechnologisch hergestelltes Toxoid soll Risikopatienten helfen. "Im Prinzip wirkt der Impfstoff wie die altbewährten Impfungen, die Tetanus, Diphterie oder Keuchhusten vorbeugen“, sagt Eibl, Leiterin der Biomedizinischen Forschungs GmbH. Mit dem Unterschied, dass deren toxische Stoffe chemisch so inaktiviert werden, dass sie nicht mehr giftig sind, ihre antigene Wirkung aber erhalten bleibt. Ähnliches leistet der TSS-Impfstoff, nur dass seinen Giftstoffen die für den Menschen schädlichen Toxine mithilfe der Gentechnik entzogen werden.
Die erste klinische Studie hat er bereits hinter sich gebracht. 46 Männern und Frauen wurde das Medikament in den Oberarm injiziert, die daraufhin Antikörper gegen das Gift der Staphylokokken entwickelten. Wesentliche Nebenwirkungen gab es abseits leichter Rötungen an der Einstichstelle und grippaler Symptome bei einzelnen Probanden nicht. "Der Impfstoff könnte auch die Basis für Medikamente zur Behandlung einer bereits bestehenden TSS bilden“, sagt Eibl. Bis ihre Erfindungen im Spitalsalltag zum Einsatz kommen, werden aber noch Jahre vergehen, so die Medizinerin.
Getarnte Angreifer: Vakzine gegen Krebs
1992 machte der Wiener Immundermatologe Reinhard Kirnbauer eine revolutionäre Erfindung. Er entwickelte eine Methode, um Partikel des Humanen Papilloma Virus (HPV) in der Zellkulturschale herzustellen. Der Erreger ist für den Großteil aller Gebärmutter-und Analkarzinome verantwortlich. Kirnbauer schaffte es, die sogenannten L1-Proteine im Labor in Insektenzellen zu produzieren. Daraus entstand der Impfstoff gegen Krebs: Das Immunsystem bildet Antikörper gegen die gentechnisch hergestellten L1-Proteine, welche die Geimpften derzeit zu 90 Prozent vor sexuell übertragbaren HPV-Infektionen und damit vor der Bildung von Tumoren in der Gebärmutter, aber auch vor harmloseren Genitalwarzen schützen. Die Injektion gegen neun Typen des HP-Virus ist nun Bestandteil des Schulimpfprogramms bei Kindern ab neun Jahren.
Kirnbauer arbeitet inzwischen an der nächsten Generation des Impfstoffs. Dieser beinhaltet zusätzlich L2-Proteine und soll gegen mindestens 20 Typen des Virus immunisieren. Der künftige Impfstoff soll auch die gutartigen, aber lästigen Hautwarzen verhindern sowie weitere Typen, die die Entstehung von Hautkarzinomen bei Transplantpatienten begünstigen. Die erste klinische Studie dazu läuft demnächst mit Probanden aus Österreich und den USA an, und zwar als Zusammenarbeit des US National Cancer Institute und der Meduni Wien. "Ich erwarte ähnlich schwache Nebenwirkungen wie bei der aktuellen Impfung, also hauptsächlich Rötungen an der Injektionsstelle“, sagt Reinhard Kirnbauer.
Melanome, Lungen- und Nierenzellenkarzinome werden häufig mit einer Immuntherapie behandelt, die auch als Krebsimpfung bezeichnet wird. Tumorzellen sind entartete körpereigene Zellen, wodurch sie hervorragend getarnt sind, und können das Immunsystem unterdrücken. So werden sie nicht als Feinde erkannt. Nun werden Krebspatienten regulatorische Proteine (Antikörper) injiziert, die das Immunsystem ankurbeln, indem sie Signale abschalten, welche die Immunantwort unterdrücken. Nachteil: Das übersteuerte System greift manchmal auch gesunde Zellen an, Autoimmunerkrankungen sind die Folge. Kirnbauer sieht trotzdem Zukunft für die Impfung: "Man wird noch an der Treffsicherheit dieser Methode feilen müssen. Grundsätzlich wäre sie aber auch bei anderen Krebsarten einsetzbar.“
Dieser Artikel stammt aus dem profil Nr. 13 vom 27.3.2017. Das aktuelle profil können Sie im Handel oder als E-Paper erwerben.