VLP gute Vakzinträger aufgrund ihrer Immunogenität
Virus-like Partikel (VLPs) sind eine exzellente Vakzinplattform, weil sie Sicherheit mit hoher Immunogenität vereinen. Verschiedene VLP-basierte Vakzine sind auf dem Markt verfügbar, wie beispielsweise Gardasil gegen das humane Papillomavirus oder Engerix B gegen Hepatitis B. Die außerordentliche Immunogenität der VLPs wird durch ihre starke Ähnlichkeit zu echten Viren verursacht. VLPs enthalten jedoch kein pathogenes genetisches Material.
Die Virusoberflächen besteht aus Proteinen, die eine repetitive Oberflächenstruktur ergeben. Im Rahmen der Evolution hat das Immunsystem des Wirtes gelernt, diese Partikel zu erkennen und auf sie zu reagieren.
VLP induzieren starke B-Zell-Aktivierung
Pathogen-assoziierte mustertragende Partikel, wie ein Virus oder VLPs, werden leicht vom Komplementsystem erkannt und führen zu verstärkter B-Zell-Aktivierung. Dadurch induzieren sie eine starke humorale Antwort.
VLP-RNA wird von TLR erkannt
VLPs können RNA enthalten, die aufgrund ihrer negativen Ladung die Partikel stabilisieren und für ihren Zusammenbau genutzt werden können. Die im VLP enthaltene RNA fungiert als Ligand für die Toll-like-Rezeptoren (TLR) und ist daher nicht nur von struktureller, sondern auch von immunologischer Bedeutung. TLR gehören zu den mustererkennenden Rezeptoren und sind verantwortlich für die Erkennung pathogen-assoziierter Muster.
Die TLR-Signalgebung initiiert die Transkription von proinflammatorischen Zytokinen und Typ 1-Interferon und damit die Rekrutierung und Aktivierung der angeborenen Immunzellen.
Qualität der Immunantwort durch VLP-RNA beeinflusst
Das TLR-Signaling ist zudem an dem Isotyp-Switch der IgG-Antikörper sowie der Bildung von Plasmazellen aus Erinnerungs-B-Zellen beteiligt. Dies bringt die TLR-Liganden in den Fokus der Entwicklung von VLP-Vakzinen, um eine schützende hochaffine und langanhaltende Antikörperantwort zu induzieren.
VLP-Erdnuss vielversprechender Vakzinkandidat für Erdnussallergie
Eine aktuelle Studie untersuchte die Rolle der Schlüsselqualitätsmerkmale, wie beispielsweise der RNA, eines VLP-basiertes Vakzin gegen Erdnussallergie: VLP-Erdnuss. Der aktive pharmazeutische Inhaltsstoff ist cucumber mosaic VLPs (CuMVTT-VLPs), der genetisch mit einem der Majorallergene der Erdnuss, Ara h 2 (CuMVTT-Ara h 2) fusioniert wurde.
Vakzination führte zur Bildung von hochaviden Antikörpern
Die Studienautoren sahen, dass eine TLR 7-abhängige Formation von Ara h2-spezifischen hochaviden IgG-Antikörpern sowie TLR 7-abhängige Änderungen der dominanten IgG-Subklasse nach der VLP-Erdnussvakzination auftraten.
VLP-Erdnuss trotz fehlendem TLR 7-Signals immunogen
Bei einem fehlenden TLR 7-Signal kam es nur zu einer schwachen Reduktion der Allergentoleranz nach Vakzination. VLP-Erdnuss wirkte trotz eines fehlenden TLR 7-Signals immunogen. Die Forscher folgerten daraus, dass ein fehlendes TLR 7-Signal teilweise über ein von anderen TLR abstammendes Signal kompensiert werden kann, da verschiedene TLRs auf B-Zellen exprimiert werden.
Weniger RNA resultierte in reduzierter Erdnusstoleranz
Ein verminderter RNA-Gehalt des VLP-Erdnuss resultierte hingegen in einer signifikanten Beeinträchtigung der Erdnusstoleranz. So zeigten Mäuse, die VLP-Erdnuss mit geringer RNA enthielten, eine moderate bis starke Anaphylaxie im Vergleich zu den Mäusen, die ein Vakzin mit hohem RNA-Gehalt erhielten. Sie zeigten nur eine geringe Anaphylaxie.
Die Reduktion des RNA-Gehalts des VLP-Erdnuss führte zudem zu einem Verlust der Ara h 2-spezifischen IgG-Antikörper nach der Vakzination. Hierdurch wurde nicht nur die Gesamtmenge an IgG-Antikörpern beeinflusst, sondern auch die IgG-Subklassen und die Anzahl der hochaviden IgG-Antikörper.
Immunogenität abhängig von Antigendichte
Die Forscher untersuchten zudem die optimale Aktivierung der B-Zellen. Diese hing von dem Abstand zwischen den Antigenen auf der Oberfläche ab. Eine erhöhte Ara h 2-Antigendichte verbesserte die Immunogenität des VLP-Erdnuss.
Die Forscher schlussfolgerten aus den Ergebnissen ihrer Studie, dass die Immunogenität und schützende Kapazität des VLP-Erdnuss insbesondere von der Antigendichte und dem RNA-Gehalt des VLP abhängt. Sie vermuten, dass dies auf das humane Setting übertragen werden kann.
