Design-Elememt

21. Januar 2014

Impfstoffe schützen: Dem Körper helfen, sich zu wehren

 

Woran Pharmaforscher arbeiten: Schutzimpfungen der Zukunft

Forschende Pharmaunternehmen arbeiten daran, dass immer mehr Impfungen vor immer mehr Krankheiten schützen. Dazu setzen sie neueste Forschungs- und Produktionsmethoden ein.

Ein Forscher holt gefrorene Krankheitserreger aus einem Kühlbehälter, um damit einen neuen Impfstoff zu entwickeln. (© GlaxoSmithKline)
Gentechnische Produktion
Eine zentrale Rolle spielt beispielsweise die gentechnische Produktion. Denn mit ihrer Hilfe können Antigene von Erregern hergestellt werden, die sich - anders als etwa Grippeviren oder Diphtheriebakterien - nicht außerhalb des menschlichen Körpers vermehren lassen. Mittels Gentechnik ist es auch möglich, Antigene herzustellen, die es in der Natur gar nicht gibt - beispielsweise Eiweiße, die sich aus Stücken mehrerer natürlicher Eiweiße zusammensetzen. Solche so genannten Fusionsproteine erzielen mitunter eine stärkere Schutzwirkung als ihre „Bausteine" allein. Für die gentechnische Produktion werden Produktionszellen (meist Hefe- oder Insektenzellen) im Labor mit Genen ausgestattet, mit denen sie die gewünschten Antigene herstellen können. Dann werden sie in großen Stahltanks (Fermentern) vermehrt. Aus ihnen werden schließlich die Antigene für den Impfstoff „geerntet".
Schon heute werden einige Impfstoffe gentechnisch produziert, die meisten jedoch noch konventionell durch Vermehren der Erreger. Die künftigen Impfstoffe erfordern jedoch überwiegend eine gentechnische Herstellung.

In den Genen lesen
Die modernen Methoden der Genanalyse und Gentechnik spielen mittlerweile auch bei den ersten Schritten der Erfindung neuer Impfstoffe eine zentrale Rolle. In der Vergangenheit waren die Forscher darauf festgelegt, als Impf-Antigen eines der häufigsten Oberflächenmoleküle eines Erregers zu verwenden, denn nur diese konnten sie in ausreichender Menge gewinnen. Heute können sie im gesamten Erbgut eines Erregers die Gene für die Oberflächenproteine heraussuchen und sich auf dieser Grundlage für das Protein mit der besten Immunisierungswirkung entscheiden. Das Gen können sie direkt für die Impfstoffherstellung vom Erreger in Produktionszellen überführen. Diese als reverse genetics bezeichnete Strategie der Impfstoffentwicklung kam unter anderem für die Erfindung eines Impfstoffs gegen Meningokokken der Gruppe B zum Einsatz, der seit 2013 zugelassen und verfügbar ist.

Neuartige Adjuvantien
Nicht nur neue Antigene, auch neue Adjuvantien dürften künftig wirksame Schutzimpfungen ermöglichen, wo ältere Impfstoff-Kandidaten wirkungslos blieben. Zudem können Adjuvantien bewirken, dass der Impfschutz länger hält und auch bei Patienten mit schwachem Immunsystem verlässlich aufgebaut wird. Wurden Adjuvantien früher eher zufällig entdeckt, werden sie heute gezielt auf Basis neuer Erkenntnisse über das Zusammenspiel der Komponenten des Immunsystems entwickelt. Unter anderem werden synthetische Moleküle, die der Erbsubstanz einiger Viren ähneln, als Adjuvantien erprobt.

Welche Schutzimpfungen Pharmafirmen in den nächsten Jahren auf den Markt bringen wollen (Beispiele)

Die Grafik als PDF-Download finden Sie hier.

Impfung mit Erbsubstanz
Forschungsziel AIDS-Impfung
Dutzende Impfstoffkandidaten gegen AIDS sind bislang daran gescheitert, dass der Erreger HIV äußerst wandlungsfähig ist und ausgerechnet solche Zellen zerstört, die für eine wirksame Abwehr erforderlich sind. Viele Forscher glauben nicht, dass ein hundertprozentiger Impfschutz je gelingt. Sie halten es jedoch für möglich, durch eine Impfung das Ansteckungsrisiko zu senken oder im Falle einer Infektion den Ausbruch der Krankheit zu verzögern und zeitweilig auf AIDS-Medikamente zu verzichten. Derzeit werden laut International AIDS Vaccine Initiative rund 30 Impfstoffkandidaten in klinischen Studien getestet.
Seit vielen Jahren verfolgen Pharmaforscher auch das Konzept, den Körper die Impfantigene selbst herstellen zu lassen. Dazu werden Gene für ausgewählte Antigene (in Form der Erbsubstanz DNA) in den Körper gespritzt, wo sie von einigen Körperzellen aufgenommen werden. Diese bilden daraufhin Antigene, die dann die Immunabwehr stimulieren. Nach einigen Wochen verschwinden die übertragenen Gene mit dem natürlichen Abbau der Zellen wieder aus dem Körper, doch die Impfwirkung bleibt. Mittlerweile haben mehrere solche DNA-Impfstoffe - auch aus deutschen Labors - das Stadium der klinischen Erprobung erreicht. In einigen Jahren wird man sehen können, ob sie sich bewähren.

Kommt die Impfbanane?
Einige Forscher in öffentlichen Labors haben Nahrungspflanzen gentechnisch so verändert, dass sie zusätzlich ein Impfantigen herstellen – z. B. gegen Cholera. Wer die so erzeugten Kartoffeln, Bananen etc. isst, – so der Plan – impft sich zugleich gegen eine Krankheit. Die Befürworter dieses Konzepts machen geltend, dass sich auf diese Weise Impfstoffe preiswert produzieren, ohne Kühlschrank lagern und einfach anwenden lassen; damit seien sie insbesondere für Entwicklungsländer geeignet. Skeptiker, darunter der vfa, sehen bei „Impfgemüse" oder „-obst" Probleme, da dieses mit normalen Lebensmitteln verwechselt werden könnte und ein korrektes Dosieren schwierig werden dürfte. Auch muss noch gezeigt werden, dass es überhaupt zureichend immunisiert.

Industrielle Impfstoffforschung in Deutschland
Bei ihrer Laborforschung und der Entwicklung von Rezepturen für Impfstoffe konzentrieren sich forschende Pharmafirmen in Deutschland vor allem auf die Bereiche echte Grippe (Influenza) und Vogelgrippe. Dagegen erproben sie in Deutschland fast ihr ganzes Sortiment neuer Impfstoffkandidaten zusammen mit Kliniken und anderen Studieneinrichtungen. Jährlich werden in Deutschland um die 40 Impfstoffstudien begonnen. 2007 waren es nach Angaben des staatlichen Paul-Ehrlich-Instituts insgesamt sieben Studien der Phase I, neun der Phase II, 25 der Phase III (nach deren positiven Abschluss die Zulassung beantragt werden kann) und sechs der Phase IV (nach der Zulassung, zur Klärung weiterer Fragen). Dabei wurden auch Studien mit therapeutischen Impfstoffen mitgezählt, wie sie ab der nächsten Blätterseite vorgestellt werden.

Schritte der Erfindung und Entwicklung eines neuen Impfstoffs
1) Personenzahlen können je nach Krankheit stark abweichen; Angaben in Anlehnung an: W.P. Weidanz, University of Wisconsin Madison School of Medicine and Public Health 2008


Service

AMNOG interaktiv
Teaserbild Animation Frühe Nutzenbewertung

Animierte Infografik zur frühen Nutzenbewertung: Prüfungen und Verhandlungen - Probleme und Konflikte
weiter lesen

Das Forum für die medizinische Biotechnologie in Deutschland
Banner rechte Spalte vfa bio

Was wir bieten und unsere Schwerpunktthemen
weiter lesen

Bilder der Forschung 2010

Hier finden Sie alle Siegerbilder und die Nominierten.
weiter lesen