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© HZI/Manfred Rohde
Eine menschliche dendritische Zelle (braun) tauscht Informationen mit zwei T-Zellen (blau) aus.
 
Impfen 18. April 2017

Verzweigte Zellen bieten der Forschung neue Antworten

Hepatitis. Forscher haben mit einem Impfstoff eine stärkere Immunantwort auf eine Leberinfektion hervorgerufen, indem sie gezielt bestimmte Immunzellen aktivierten. Das könnte die Impfung gegen eine Leberinfektion zukünftig effektiver machen.

Gegen Viren, die gezielt die Leber infizieren, fehlen wirksame Impfungen. Laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO sind weltweit rund 400 Millionen Menschen mit dem Hepatitis-B- oder Hepatitis-C-Virus infiziert, pro Jahr sterben etwa 1,4 Millionen Menschen daran. Zudem gehören chronische Infektionen mit Hepatitis B oder C zu den häufigsten Auslösern von Leberkrebs und damit auch zu den häufigsten Gründen für eine Lebertransplantation.

Einem Forschungsteam um Prof. Dr. Dunja Bruder vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ist es nun gelungen, eine effektive Immunabwehr gegen Viren, die die Leber infizieren, hervorzurufen. Dabei aktivierten sie Erkennungsmoleküle bestimmter Immunzellen gezielt mit einem Impfstoff ( Julia Volckmar et al., Sci Rep 2017; 7: 43985 ).

„Über das gezielte Ansteuern von dendritischen Zellen im Rahmen einer Impfung ist es uns gelungen, in der Leber eine starke Immunantwort gegen Viren hervorzurufen“, wird Dr. Julia Volckmar, Erstautorin der Studie und Wissenschaftlerin im Team von Bruder in einer Mitteilung des HZI zitiert.

Dazu hat Volckmar Mäusen ein Antigen verabreicht – entweder pur oder gekoppelt an Moleküle, die an Rezeptoren auf den dendritischen Zellen, binden. Außerdem enthielten alle Ansätze Impfverstärker, um die dendritischen Zellen zu aktivieren. Nach drei Impfzyklen wurden die Immunreaktionen der Mäuse untersucht.

Targeting-Molekül mit Antigen

„Die Mäuse, die das Antigen gekoppelt an ein Targetingmolekül erhalten haben, hatten deutlich mehr Antikörper und T-Zellen gegen das Antigen gebildet als Mäuse, die wir mit dem ungekoppelten Antigen geimpft hatten“, so Volckmar weiter. Erwartungsgemäß führte das Targeting der dendritischen Zellen also zu einer effektiveren Immunantwort.

Anschließend infizierten die Wissenschaftler die unterschiedlich immunisierten Mäuse mit Viren, die vorwiegend die Leber infizieren und die genetisch so verändert waren, dass sie das Impfantigen herstellen. Die Untersuchung der Leber zeigte bei allen immunisierten Mäusen eine Leberentzündung, die in diesem Fall ein gutes Zeichen dafür ist, dass im Zuge der Impfung spezifische T-Zellen gebildet wurden, die infizierte Leberzellen erfolgreich aufgespürt und beseitigt haben.

Darüber hinaus testeten die Wissenschaftler Blutproben und die Leber der Mäuse auf verschiedene klinische und immunologische Parameter, die die Stärke der Immunreaktion anzeigen. „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.

Basis für bessere Impfstrategie

Als Folge dieser starken Aktivierung von Killer-T-Zellen in der Leber waren kaum noch infizierte Leberzellen nachweisbar. Im Gegensatz dazu waren die Mäuse, die klassisch, also ohne Targeting des Antigens zu dendritischen Zellen immunisiert worden waren, nicht in der Lage, das Virus in der Leber erfolgreich zu bekämpfen.

„Mit dieser Studie konnten wir erstmals zeigen, dass die Impfung mit einem Antigen, das an ein Targetingmolekül für dendritische Zellen gekoppelt ist, auch in der Leber eine spezifische und vor allem äußerst effektive Immunantwort hervorrufen kann“, wird Gruppenleiterin Bruder zitiert.

Damit sei die Basis für eine verbesserte Impfstrategie bei Patienten mit viralen Leberinfektionen gelegt. Zudem könne der Impfansatz zur Vermeidung von Re-Infektionen bei Patienten interessant sein, die sich aufgrund einer chronischen viralen Leberinfektion und dem damit verbundenen vollständigen Verlust der Organfunktion einer Lebertransplantation unterziehen mussten.

Obwohl das Hepatitis-C-Virus bereits im Jahr 1989 entdeckt wurde, ist es Wissenschaftlern bislang nicht gelungen, eine wirksame Impfung gegen Hepatitis C zu entwickeln. Eine der Ursachen dafür ist, dass die Leber als Entgiftungsorgan ein schwieriges Milieu für die Ausbildung einer Immunantwort darstellt.

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