Für virale Leberinfektionen wie Hepatitis C gibt es nach wie vor keinen wirksamen Impfschutz. Möglicherweise sind Forscher vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg nun einen wichtigen Schritt vorangekommen. Der Forschungsgruppe Immunregulation gelang es, im Tierversuch Erkennungsmoleküle bestimmter Immunzellen gezielt mit einem Impfstoff zu erreichen. Daraus ergab sich eine effektive Immunabwehr in der Leber. Nach Einschätzung der Forschungsgruppenleiterin Prof. Dunja Bruder ist damit die Basis für eine verbesserte Impfstrategie bei Patienten mit viralen Leberinfektionen gelegt.
Schwierigkeiten dieser Impfstoffe
Gegen Hepatitis B gibt es bereits eine Impfung mit relativ zuverlässiger Schutzwirkung. Gegen Hepatitis C ist es Wissenschaftlern bislang jedoch noch nicht gelungen, einen wirksamen Impfstoff zu entwickeln. Die Schwierigkeit dabei liegt in dem Organ selbst. Die Leber wird als Stoffwechselorgan und Entgiftungsstation permanent mit potenziell schädigenden und toxischen Substanzen überschwemmt. Wenn das Immunsystem jedes Mal einschreiten würde, könnte die Leber ihrer Funktion nicht mehr nachkommen. Im Gegenzug aber profitieren Krankheitserreger wie Viren von der Zurückhaltung der körpereigenen Abwehr in der Leber. Deshalb ist es wichtig, dass Immunzellen Krankheitserreger dort auch als solche erkennen, um diese anschließend eliminieren zu können.
Gezielte Aktivierung von Immunzellen
Normalerweise werden in den Organismus eingedrungene Viren von dendritischen Abwehrzellen erkannt. Diese besitzen Rezeptoren, die Erregerbestandteile erkennen. Auf der Oberfläche der dendritischen Zellen werden diese dann als Antigene den T-Zellen präsentiert. Genau so läuft es auch bei einer Impfung mit attenuierten Krankheitserregern oder deren Bestandteilen ab. Ohne eine Erkrankung auszulösen, aktivieren sie nach der Impfung das Immunsystem über dendritische Zellen. Adjuvanzien verstärken den Impfstoff zusätzlich.
Targeting verbessert Immunantwort
Des Weiteren kann eine Impfwirkung noch mit sogenanntem Targeting verstärkt werden. Dabei werden die Antigene an Moleküle gekoppelt, die von den Rezeptoren der dendritischen Zellen besonders gut erkannt werden. Forscher vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg prüften aktuell, ob so auch die Immunabwehr in der Leber verbessert werden kann.
Abwehr von Leberviren
Die Forschungsgruppe Immunregulation testete dafür im Tierversuch Targeting-Impfstoffe gegen Hepatitis-Viren – und zwar erfolgreich.
In unterschiedlichen Versuchen wurde Mäusen ein freies oder ein gekoppeltes Antigen verabreicht. Antigene mit einem Targeting-Molekül für dendritische Zellen binden dabei besonders gut an Rezeptoren dieser Immunzellen. Alle Impfstoffe enthielten Impfverstärker. Nach drei Impfzyklen wurde die Immunantwort der Mäuse verglichen. Wie vorhergesagt fiel die Immunreaktion bei Mäusen ohne Targeting weniger effektiv aus. Mäuse mit gekoppelten Antigenen jedoch bildeten deutlich mehr Antikörper und T-Zellen gegen das Antigen aus.
„Über das gezielte Ansteuern dendritischer Zellen im Rahmen einer Impfung ist es uns gelungen eine starke Immunantwort gegen Viren in der Leber hervorzurufen.“ – resümierte Dr. Julia Volckmar, Mitarbeiterin der Forschungsgruppe.
Targeting-Impfstoffe überzeugen auch nach Virusinfektion
Nach Abschluss der Impfzyklen infizierten die Forscher die Versuchstiere mit Viren, die vorzugsweise die Leber infizieren. Alle Mäuse entwickelten eine Hepatitis. Demnach wurden also nach der Impfung spezifische T-Zellen produziert, die infizierte Leberzellen erkennen und eliminieren. Die jeweilige Ausprägung der Immunantwort untersuchten die Forscher anhand von Blutproben. „In der Leber der Mäuse, bei denen wir im Rahmen der Impfung gezielt die dendritischen Zellen angesteuert haben, konnten wir deutlich mehr aktive Killer-T-Zellen nachweisen, was für eine heftigere Abwehrreaktion gegen das Virus spricht,“ so Volckmar.
Die effektivere Immunantwort führte bei Mäusen, die einen Targeting-Impfstoff erhielten, zu einer erfolgreicheren Bekämpfung der Viren. Bei diesen Mäusen waren kaum noch infizierte Hepatozyten nachweisbar. Mäuse, die Antigene ohne Targeting zu dendritischen Zellen erhielten, waren dagegen weniger effektiv in der Abwehr der Leber-Virusinfektion.
Neuer Ansatz für Impfstrategie bei viralen Leberinfektionen
Die neuen Erkenntnisse um ein Targetingmolekül für dendritische Zellen bilden möglicherweise einen neuen Ansatz in der Impfstrategie bei viralen Leberinfektionen. In Folge könnten Re-Infektionen verhindert und der Verlust der Leberfunktion inklusive einer Lebertransplantation hinaus gezögert werden.
Verbreitung von Leberinfektionen
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind weltweit rund 400 Millionen Menschen mit dem Hepatitis B- oder Hepatitis C-Virus infiziert. Chronische Verläufe von Hepatitis B oder Hepatitis C zählen zu den häufigsten Ursachen von Leberkrebs und Lebertransplantationen. Nach Schätzungen der WHO sterben jährlich weltweit bis zu 1,4 Millionen Menschen an den Folgen von chronischen viralen Leberinfektionen.
